复合材料切削刀具数据库的设计与实现

复合材料切削加工数据库是实现复合材料高效、精密及智能加工重要支撑,本研究开发了一款基于B/S结构的复合材料切削刀具数据库系统,包括刀具和加工工艺的信息查询、混合推理和信息管理等功能。对复合材料切削刀具数据库进行信息与功能需求分析,完成了数据库系统的总体框架设计和功能模块开发,阐述了混合推理技术在数据库系统中实现刀具和加工工艺参数推荐的过程,为用户构建了一个高效、实用的复合材料切削刀具数据库系统。     

水室封头材料加工切削力试验及预测模型研究

水室封头作为核电设备的主要零部件,长期处在高温、高压、高辐射等恶劣的工作环境下,材料为高强度钢508Ⅲ钢,具备高强度和高温的力学特性,导致其切削加工性差。在水室封头重型切削加工过程中,大多采用硬质合金刀具进行切削,铣削过程中刀具受到较大的机械冲击和温度影响。针对切削过程中刀具失效严重、换刀频繁等问题,进行水室封头材料加工切削力试验及预测模型研究。通过对水室封头材料进行单因素铣削试验,探讨切削用量与切削力的关系;进而采用正交试验的方法分析切削参数对切削力影响的显著程度,应用回归分析方法建立切削力预测模型,并进行验证。研究结果为进一步研究水室封头材料加工刀具失效机理、切削参数优化及刀具设计开发提供一定的试验基础和技术支持。     

CN35硬质合金涂层刀具高速车削淬硬钢的磨损与破损形态

借助于扫描电镜照片和能谱分析,对高速车削淬硬45钢时CN35硬质合金涂层刀具的失效形态及其机理进行了观察和分析。结果显示,在高速切削条件下,涂层刀具的失效形态主要分为破损与磨损两种,刀具正常磨损失效过程仍然遵循常规切削条件下三个阶段的程序。刀具破损失效发生在低速切削阶段,且随着切削速度的提高,破损部位由后刀面转移到前刀面;高速切削时,刀具失效形式倾向于后刀面磨损、边界磨损和切削刃斜面磨损,因高热、粘结、疲劳、氧化、扩散和热裂等原因造成刀具切削功能丧失。     

铝合金高速铣削中切削温度动态变化规律的试验研究

切削温度与刀具磨损、工件加工表面完整性及加工精度密切相关。高速切削过程中切削温度随工件材料、所选刀具及切削用量的不同而呈现出与普通切削过程不同的变化规律。本文应用红外热像仪测温系统对高速铣削过程中切削温度的动态变化规律进行试验研究 ,首次给出了铝合金高速铣削过程中存在的临界切削速度关键数据及切削温度随切削速度的变化规律 ,其结论有助于指导铝合金高速铣削加工、优化高速切削工艺及建立高速切削数据库。     

新型切削液工艺试验及推广应用

不同的冷却润滑材料在金属切削及加工的过程中冷却效果亦不同。为提高切削效率、工件的精度和降低工件表面粗糙度、延长刀具使用寿命,以达到最佳的经济效果,就必须减少刀具与工件、刀具与切屑之间的磨擦,并及时带走切削区内的废料。从企业实践中探讨分析了当代新型切削液在功能方面的优势及应用。     

智能刀具研究综述

智能刀具根据加工中具体用途的不同,可实现对切削状态在线监测、数据处理、切削过程优化控制等功能,通过智能刀具的使用可改善加工过程,提高加工质量与效率,到目前为止学者们对于智能刀具的研究已取得大量研究成果。对智能刀具切削状态监测和切削过程控制两个方面的研究进展进行论述,梳理了学者们应用智能刀具对切削力、切削温度、刀具振动进行监测与控制的研究成果,对刀具结构、监测方式、控制原理、缺点不足、发展方向进行了总结与讨论。对智能刀具涉及的关键技术进行探讨,由于智能刀具涉及多学科交叉,实现的功能及采用的原理各不相同,关键技术多样,需进行多学科交叉融合,并通过产学研协同合作,推进智能刀具关键技术的深入研究及实际应用。     

断屑槽凸台形状对车削钛合金影响的研究

为提高硬质合金刀具使用寿命,改善刀具车削钛合金时的断屑效果,基于Deform-3 D软件对加工过程进行三维切削仿真分析,并将仿真结论与实验结果对比,分析两种不同的切削用量下断屑过程中凸台形状对切削的影响.对具有球形、菱形、圆柱形及无凸台的断屑槽刀具进行切削试验,对比其切削力、切削温度和切屑的应力应变及各凸台刀具在切削过...     

车齿工艺过程切屑几何数值仿真与分析

由于车齿工艺运动关系和刀具几何关系复杂,车齿刀具切削深度在切削过程中不断变化,且在切削刃不同点上的切削深度不均,导致被切材料几何呈现出非规则的特点,对切削力、切削热具有重要影响.首先基于车齿工艺原理和坐标变换方法建立其运动学模型,根据其运动学原理对车齿工艺切削过程进行仿真,运用数值计算方法计算切削过程中产生的切屑的法向厚度,最后分析切削参数进给量以及刀具设计前角和螺旋角对切屑厚度的影响.结果 表明:较小的进给量以及较大的刀具螺旋角使切屑厚度更均匀,更有利于刀具参与切削,并且该分析结果可以为切削参数选择以及刀具结构优化提供理论支撑.     

花岗岩加工中影响切削机理的关键因素研究

针对金刚石刀具加工花岗岩过程中,单颗粒切削和颗粒顺次切削实验的实施和分析困难的问题,采用非线性软件LS-DYNA建立切削的数值模型,根据得到的花岗岩有效应力云图分析其断裂破碎过程,获得切削过程中的切削力数值,研究不同的切削参数下单颗粒和颗粒顺次切削对切削性能的影响规律。准确地预测金刚石颗粒在切削中的切削力,其结果为后续的刀具的选择和设计、提高金刚石刀具的使用寿命和加工质量,以及具体工况下切削参数的选取提供了一定的依据。     

基于血蚶表面微结构的仿生刀具干切削GH4169的性能研究

GH4169具有优异的抗疲劳、抗氧化和耐腐蚀性能,因此广泛应用于航空航天、核能、石油工业等领域,但切削过程中切削力大、切削温度高、刀具粘结磨损严重等切削特性使其成为典型的难加工材料.为改善刀具切削GH4169的恶劣环境,利用血蚶表面微结构具有的减摩耐磨特性,将其应用于刀具前刀面的刀-屑接触区域,通过激光加工制备出仿生刀具.采用切削仿真优化仿生刀具表面微结构参数,选取三组仿生刀具和一组普通刀具进行干切削对比试验.研究结果表明,相比于普通刀具,经过优化后的仿生刀具T8和T20干切削GH4169时在切削力、切削温度、粘结磨损等方面能起到一定程度的改善作用,而未经优化的仿生刀具T25改善效果并不显著.     

带磨损补偿功能的刀具状态在线检测技术研究

利用多个传感器在线采集刀具状态数据,建立了刀具状态在线检测系统。该系统具有刀具磨损补偿的功能。     

基于数据库的刀具管理系统的设计与实现

为降低新产品的开发成本,缩短试制周期,通过需求分析、数据库设计和实现,提出了快速刀具查询和数据库管理系统,从而使刀具适应了数控机床高速、高效和自动化程度高的特点,提高了刀具利用率以及数控加工的灵活性与效率。     

数控加工中刀具使用知识管理的研究

运用知识管理的方法,对数控加工过程中相关的刀具使用知识进行了获取、表示和利用,并以ACCESS为平台,开发了数控刀具使用的知识数据库系统。     

基于数据库的刀具管理系统的设计与实现

通过需求分析、数据库设计和实现,提出了快速刀具查询和数据库管理系统,提高了刀具利用率以及数控加工的灵活性与效率。     

精密切削过程三维有限元分析

采用有限元方法模拟三维精密切削过程,包括三维正交切削和三维斜角切削。切屑和刀具的摩擦应力采用修正库仑摩擦方程来计算,工件的流动应力是应力、应变、应变率和温度的函数,采用局部网格重划分技术。通过三维切削模拟可以获得在不同刃倾角精密切削过程的条件下切屑形状、切削力和切削温度场的分布情况。仿真结果表明:刃倾角对主切削力和切深抗力影响不大,但对切屑形状、进给抗力和切削温度场分布影响较大。     

高精度动态切削力自感知智能刀具的研究

切削状态监测是高档数控机床实现智能加工的必备功能,而切削力测量是进行切削状态监测最直接、有效的方法。目前商业化的切削力测力仪由于体积大、价格贵、兼容性差等原因,难以满足实际工业生产的应用要求。针对机械加工过程中动态切削力的准确测量这一研究目标,提出了一种具有切削力自感知功能的智能刀具,该智能刀具以刀杆作为弹性敏感元件、以半导体应变计作为信号转换元件;通过理论计算和有限元仿真,确定了封装半导体应变计的最佳应力区域以及传感器测量电路的设计方案。所研制的智能刀具结构紧凑、兼容性好、精度高、动态特性好,试验结果显示主切削力F_c方向的静态精度为1.799%、横向交叉干扰为2.610%,进给力F_f方向的静态精度为1.628%、横向交叉干扰为0.694%,智能刀具的固有频率为1 778.98 Hz,可以满足在机床主轴转速不超过26 685 r/min的高速切削过程中准确测量动态切削力的应用需求。     

镍基高温合金的外螺纹车削试验研究

介绍了镍基高温合金的性能特点,选用PVD涂层的螺纹车刀牌号KC5025对镍基高温合金GH4145进行了外螺纹车削试验,对切削过程中的刀具磨损、切削速度和切屑形状进行了分析,得出了镍基高温合金螺纹车削刀具选取的一些有用结论。     

高速硬态切削工件表层显微硬度与白层研究

高速和硬态切削使得工件已加工表面及其表层中出现特有的现象.研究结果表明,切削速度和材料硬度是决定高速和硬态切削工件已加工表面及其表层结构形成的主要影响因素,切削热使被切削材料产生高温软化,刀具挤压摩擦使被切削材料变形加剧,工件表层材料显微硬度分布发生改变,出现了硬脆的白层组织,白层组织的出现将对零件的使用将造成不利影响.随着切削用量和材料硬度增大,切削变形增大,切削温度升高,白层厚度增大,工件表层材料显微硬度提高.抑制白层组织产生的措施是对工件降温.     

数控加工中刀心轨迹的新算法

引入加工零件方向性的概念，建立了数控加工中各种形态刀心轨迹的数学模型，应用矢量代数，微分几何，复杂函数等理论，提出了一种数控加工轨迹的新算法，其结果可用Ｃ语言以图形方式在微机上动态２地显示出来。     

基于图像处理技术的钻头后角测量方法研究

刀具的几何形状参数对刀具的加工性能及使用寿命有很大的影响,因此其测量精度显得十分重要。本文提出了一种基于图像处理技术的钻头法向后角测量方法,介绍了测量系统的组成,给出了钻头后角测量的基本流程。钻头后角测量实例证明了该方法的可行性。