三维复杂槽型铣刀片力热实验研究及物理场分析

对波形刃铣刀片(前刀面为波形曲面)进行了力热实验研究及物理场分析.进行铣削力实验,建立了波形刃铣刀片前刀面的受力密度函数.在受力密度函数的基础上,对波形刃铣刀片进行应力场分析;在铣削温度实验基础上,建立波形刃铣刀片表面受热密度函数;又在受热密度函数的基础上对波形刃铣刀片进行温度场分析;最后,对波形刃铣刀片的温度场和应力场进行耦合分析,探讨耦合情况下的等效应力的分布规律和受力变形状况.以上工作为槽型优选技术的研究打下理论基础.     

三维复杂槽型铣刀片温度场数学模型研究

以传热学理论为基础，建立了铣刀片的温度场数学模型，可依据此数学模型对槽型参数已知的铣刀片进行温度场的分析与计算。     

三维复杂槽型铣刀片粘结破损影响因素研究

本文重点分析了铣刀片温度场对粘结破损的影响,同时研究了应力场、切削参数、切削速度、刀片几何参数等因素对三维槽型铣刀片粘结破损的影响,为进一步建立铣刀片抗粘结破损性能的评判原则以及三维复杂槽型刀片的槽型优化提供重要的理论依据.     

三维槽型铣刀片铣削平均温度数学模型

在已有的平前刀面铣刀片铣削温度数学模型的基础上,利用Jaeger的移动面热源理论,建立了波形刃铣刀片铣削温度的数学模型,编制了计算机程序对铣削温度了预测;对新型三维槽型铣刀片（波形刃和大前角）和平前刀面直刃铣刀片的铣削温度进行了实验研究,理论预测和实验结果证明：该模型可用于铣刀片槽型的开发及优选。     

基于ANSYS的三维复杂槽型铣刀片参数化建模

基于ANSYS有限元分析软件，利用其前蝇的实体造型和网格划分功能及其内部开发语言（APDL和UIDL），对三维复杂型铣刀片进行了参数化建模及网格划分，为后期的温度场，应力场的有限分析和槽型优选做好了准备。     

三维复杂槽型铣刀片冲击破损数学模型

针对三维复杂槽型波形刃铣刀片和传统的平前刀面铣刀片,对45#钢的面铣加工进行了试验与理论分析,对铣削刀具进行了冲击破损数学模型的研究.首先对两种铣刀片进行冲击破损试验研究,揭示了不同铣刀片冲击破损失效形式的差异;其次,在试验研究基础上,采用数理统计方法,建立两种铣刀片冲击破损寿命累积分布函数的数学模型,证明了渡形刃铣刀片的抗冲击破损性能优良;最后,应用柯尔莫哥洛夫检验方法证明两种铣刀片的冲击破损寿命概率分布符合威布尔分布函数,有助于解决自动化生产中刀具破损这一关键技术问题及研究槽型优选技术.     

波形刃铣刀片温度场和应力场的耦合分析

为研究波形刃铣刀片在铣削过程中温度场和应力场的耦合状况,探求刀片的失效机理,依据金属切削理论、铣削温度试验及铣削力试验,建立了温度场和应力场有限元分析的边界条件.采用有限元分析软件ANSYS进行了温度场和应力场的有限元分析,并且进行了这两种物理场的耦合分析,得出了耦合状况下铣刀片等效应力的分布规律和受力变形情况,为铣刀片的三维槽型开发和优化设计打下了基础.     

三维复杂槽型车刀片切屑折断界限的研究

在金属切削过程中,采用三维复杂断屑槽断屑是实现切屑控制的有效手段之一.在切削试验的基础上提出了三维复杂断屑槽型的切屑折断界限曲线;分析了非直槽型、凸曲面槽型对切屑的约束作用,建立了切屑折断界限的数学模型;为验证切屑折断界限数学模型进行了钢外圆车削的断屑试验.试验结果证明切屑折断界限数学模型是合理的.     

复杂三维槽型刀片的断屑性能

对５种国产复杂三维槽型刀片的断屑性能进行了试验研究，并对三维槽型结构要素的断屑机理及断屑特点进行了分析。     

波形刃铣刀片受力密度函数的研究及其应力场分析

以哈尔滨理工大学开发的波形刃(前刀面为波形曲面)铣刀片为例,进行三维复杂槽型铣刀片前刀面受力密度函数的研究.在已建立的波形刃铣刀片铣削力数学模型的基础上,通过铣削力试验以及切屑与前刀面接触面积的试验,建立铣削力及接触面参数的试验公式;进一步建立包含接触面参数的铣削力方程;经过两次偏导数并进行矩阵变换得到三维复杂槽型铣刀片曲面前刀面的受力密度函数,根据以上结果对波形刃铣刀片进行应力场分析,从而为槽型优选技术的研究打下理论基础.     

基于温度场分析的刀具粘结破损实验研究

针对哈尔滨理工大学开发的三维复杂槽型波形刃铣刀片和平前刀面铣刀片,对耐热钢的面铣加工进行刀片粘结破损的实验研究。首先,进行铣刀片三维温度场有限元分析,预测出波形刃铣刀片的抗粘结破损性能优良;其次,通过实验揭示不同铣刀片粘结破损失效形式的差异;在粘结破损实验的基础上,对铣刀片粘结破损机理进行分析。上述研究成果为解决自动化生产中刀具破损问题及槽型优选技术的研究打下理论与试验基础。     

复杂断屑槽型对切屑截面影响分析

在金属车削过程中,采用复杂断屑槽型断屑是实现切屑折断的有效手段之一。通过切削试验证明复杂断屑槽型对切屑截面存在影响;分析切屑等效厚度的变化规律,建立切屑等效厚度的数学模型;分析复杂断屑槽型对切屑截面中性层位置变化的影响作用,建立切屑截面形状系数数学模型;最后,通过对TNMG160404--HK5槽型刀片切削时切屑截面变化的分析,得出切屑等效厚度和切屑截面形状系数对切屑折断的影响作用。     

三维槽型断屑上向卷曲切屑折断预报

切屑折断预报是实现切屑控制的有效手段.运用等效参数的概念,将复杂的三维切削过程简化为二维切削过程;分析了三维槽型的几何单元对切屑的约束作用,推导出直线圆弧槽型、双直线圆弧槽型、凸曲面槽型和斜槽槽型的切屑上向卷曲半径;依据切屑折断条件建立了上向卷曲切屑折断预报模型.选取3种三维槽型刀片进行钢外圆车削的断屑试验.结果显示切屑折断范围与模型预报切屑折断范围基本一致,证明了切屑折断预报模型的合理性.     

波形刃刀片表面受力密度及应力状态分布规律

为进行三维复杂槽型铣刀片切削性能及槽型优选,针对哈尔滨理工大学开发的波形刃(前刀面为波形曲面)铣刀片,进行表面受力密度分布规律及应力状态的研究.在已建立的铣削力数学模型的基础上,通过铣削力试验以及刀-屑接触面积的试验,建立波形刃铣刀片前刀面受力密度函数;对表面受力密度函数进行定量分析计算并进行三维图形表示,分析其分布规律;应用弹性力学方法对波形刃铣刀片进行应力状态分析,理论分析结果与铣刀片应力场分析结果吻合较好.该研究成果为解决自动化生产中刀具破损这一关键技术问题及槽型优化技术的研究奠定了理论基础.     

基于MATLAB的多边形电解槽静电场分析

推导出不等距边界网格条件下二维Laplace方程的有限差分公式,用MAT-LAB语言编写程序,实例分析并绘制了等腰梯形、钻形电解槽的等位线和电场强度分布图。实例计算结果表明：MATLAB在解决实际的工程和数学问题中,具有使用更为简便、语句功能更强的特点,能直观地演示多边形电解槽的空间电势分布和场强分布。     

半无限弹性体通过槽底施以集中力的应力分析

运用复变函数方法，求出了半无限弹性体通过刻槽之底施以集中力的平面弹性应力场的近似解析解，并进行了光弹性试验，理论上求得的应力分布与试验结果相吻合     

电弧喷涂涂层温度场及应力应变分析

为了分析电弧喷涂层的沉积过程，采用有限元分析软件ANSYS计算不同时刻以及不同位置涂层内的温度场、应力场，在建立传热模型过程中考虑了金属液滴向涂层的传热以及涂层向系统外的热量散失等问题.采用在厚度方向以微小层逐层叠加来模拟涂层的增厚，并以此为基础构造涂层有限元计算模型，应用单元生与死逐层激活层单元参与计算过程.实现移动边界以充分模拟真实的喷涂沉积过程，获得了涂层温度场、应力场的分布情况.并在此计算的基础上，分析了应力分布对涂层失稳的影响.