刀具前角对高速切削刀具应力及温度影响的模拟研究

利用非线性有限元分析软件,对高速切削AISI 4340刀具应力进行仿真研究,分析不同刀具前角对刀具应力及温度的影响。针对所选用的几个角度,有限元分析结果表明,当刀具前角为-10°时,刀具前刀面应力分布相对均匀,而温度随刀具前角的减小而减小。     

加工刀具前刀面夹具参数的计算

刀具前刀面的加工是刀具加工的关键,直接影响着刀具的切削性能,因为刀具的前刀面是由刀具的前角,刃倾角、主副偏角等构成的一个倾斜平面,这里采用取刀具前刀面上不共线的三点,应用坐标变换的方法,给出了计算加工刀头夹具参数的计算公式,便于刀头夹具加工过程的计算。     

车刀前刀面温度的计算及参数调整

分析了车刀前刀面温度分布的计算方法及影响因素 ,认为车刀前刀面温度分布与切削力关系密切 ,而切削力不仅与切削速度而且与车刀位置有关。提出并通过计算实例证明合理调整车刀温度计算经验公式中的参数可显著提高计算精度     

前刀面搓板式车刀的切削机理及其结构参数的确定

用前刀面搓板式车刀车削灰铸铁、铸造铅黄铜和铸造锡青铜等脆性金属材料时,可获得连续性卷屑,克服了切削时形成崩碎切屑的诸多弊端,有利于提高加工质量和生产率。在分析前刀面搓板式车刀切削机理的基础上,提出了确定其结构参数的原则。     

车削加工仿真中刀具热变形对工件加工精度的影响

在车削加工中,使刀具产生热变形的热源主要是切削热。切削热传入刀具的比例虽然不大（车削时约为5％）,但由于体积小、热容量小,刀具切削部位的温升仍较高,硬质合金刀具刀刃部位的温度可达1000℃,刀具的热伸长量可达0．03～0．05mm,车刀受热产生的热变形将导致刀具向切削表面的径向伸长,从而使工件径向尺寸缩小,影响工件加工精度。     

复杂形状刀具前刀面数控磨削过程的三维仿真研究

采用计算机三维仿真技术，对复杂形状刀具前刀面数控磨削过程中刀位计算方法，磨削方式及磨削过程进行了研究，并采用数控工具磨床进行实际磨削加工对研究结果进行验证。     

高速切削刀具材料及其与工件匹配研究

实现高速切削加工,刀具材料是关键。目前国内外用于高速切削加工的刀具材料主要有聚晶金刚石(PCD)、立方氮化硼(CBN)、陶瓷、TiCN基金属陶瓷和涂层刀具等。本文介绍了这些高速切削刀具材料各自的特点和应用范围,分析了高速切削刀具材料与工件材料的匹配,并阐述了针对常用工程材料的高速切削加工和刀具材料的合理选择。     

刀具前角对金属切削影响的数值仿真

采用弹塑性变形理论,利用有限元分析软件,建立了二维热—机耦合正交直角切削有限元模型,通过网格自适应技术模拟了切屑的形成,仿真了不同刀具前角对加工变形的影响。     

刀具前角对切削过程的影响

运用商业非线性有限元软件DEFORM对金属切削加工过程进行模拟,分析了不同刀具前角、钝圆半径在切削加工过程中对切削温度,切削应力的影响,为刀具设计提供了依据。     

超精密光学磨床减小热误差的结构优化

热变形是影响超精密机床精度的关键因素之一,而热导率是分析机床热变形准确度的决定性因素。为了保证机床温度场分布分析的准确性,提高机床的精度,提出一种基于热力学理论的热导率分析模型以及结合有限元分析的机床结构优化方法。建立自由电子气模型以及Debye模型,分别计算出自主设计的超精密光学磨床所采用的几种材料的热导率,提高热导率的准确性;进而利用有限元软件ANSYS分析机床主轴、溜板箱和床身的温度场分布;研究分析不同机床结构下主轴和机床整体的温升规律,提出基于热力学分析结果的一系列超精密光学磨床结构优化方法,针对误差敏感方向,采取对电动机与溜板箱的连接件以及电动机和主轴的接触件进行优化设计,减小热源与主轴、箱体之间的接触面积等方法,使机床热变形减小,提高了机床的精度。     

基于刀具磨损速率的刀具设计及优化

为了改善钛合金紧固件环槽车削加工中刀具磨损严重的问题,运用正交实验法,对刀具的前角、后角、刀尖半径等几何参数与刀具磨损速率之间的关系进行研究,得到不同刀具参数下的刀具磨损速率。通过数据分析,建立刀具磨损速率预测模型。采用最小二乘法对预测模型进行参数辨识,运用粒子群算法对预测模型进行求解,得到磨损速率最小时刀具的几何参数,同比磨损率最大时下降了13.4%,为切槽车刀的制造提供了理论依据。     

曲面型前刀面实际切削前角的建模与分析

采用向量矩阵的方法，建立了曲面型前刀面车刀实际前角计算的数学模型，利用该模型可以计算出法剖面、主剖面和流屑剖面内前角的大小，从而为车刀的结构设计和卷屑槽槽型的研究提供了基础数据。最后给出了计算实例并进行了分析。     

球头立铣刀前刀面法曲率分析

采用微分几何中的曲率分析方法对球头立铣刀前刀面上端刃法线方向和切屑流出方向的法曲率进行了详细的分析与计算，并给出了切屑流经前刀面时卷曲半径的计算方法。     

搅拌头/工件界面峰值温度的测量及预测

搅拌摩擦焊接过程中搅拌头与工件接触界面处的界面峰值温度对接头的组织与性能有决定性影响.研发界面温度测量系统,将热电偶置入搅拌头的轴肩底面和搅拌针侧面来分别监测两个接触界面的温度,信号采集、放大和处理等单元与搅拌头紧凑集成于一体,以蓝牙方式将温度数字信号以无线方式传输到计算机.通过AA6061-T6铝合金对接测温工艺试验,分析不同工艺条件对界面峰值温度的影响.结果表明,界面峰值温度随着转速的提高或焊速的下降而升高,且随着转速的提高升温幅度逐渐变缓,转速变化对温度的影响大于焊速的变化.搅拌头倾角对界面温度有一定提升作用;在下压量不同时界面动态温度曲线也有不同,可在一定程度上判断焊缝成形质量.利用测量数据,修正峰值温度的预测经验公式;与计算流体力学数值模拟方法相比,对界面峰值温度的预测更为简便和高效,有利于工程应用.     

硬质合金刀具前刀面粘结破损形貌的自由能分析

硬质合金刀具在加工2.25CrlMo0.25V钢材料时,刀具会发生严重的粘结破损.基于热力学理论,通过建立刀-屑接触区熵变、焓变的理论模型,提出了建立粘结自由能理论模型的方法,通过切削实验获取切削过程中刀具粘结破损形貌的相关数据,利用Matlab软件对理论模型的计算数据进行拟合,分析并得出了粘结自由能与刀具粘结破损之间...     

插齿刀凸曲前刀面加工对刀方法研究

插齿刀凸曲前刀面磨削加工中,砂轮的初始位置直接影响插齿刀凸曲面的加工精度及齿形精度。采用对射型激光传感器设计了对刀方案,并设计制造了对刀装置,用于确定插齿刀凸曲面加工时砂轮相对于插齿刀的初始磨削位置。应用对刀装置进行了对刀实验,实验结果验证了对刀方案的可行性。应用加工的插齿刀进行了齿轮插齿实验,齿轮的检测结果表明,所设计的对刀装置能够满足插齿刀凸曲面加工需求。     

凸曲前刀面硬质合金插齿刀齿形精度分析

分析了锥形前刀面硬质合金插齿刀齿形误差,提出一种凸曲前刀面硬质合金插齿刀并对二者的齿形精度进行了比较。为提高硬质合金插齿刀的抗崩刃能力,需要采用负前角的特殊设计;但负前角的绝对值越大,抗崩刃能力越强,齿形精度下降越快。而硬质合金插齿刀的凸曲前刀面设计可很好地解决这个问题。     

温度对铜碲硒铁合金热导率的影响

采用光学显微镜、热分析仪、X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪及热常数测试仪等测试分析了铜碲硒铁合金在25～400℃温度范围内的显微组织、物相组成及热导率的变化情况.结果表明:铜碲硒铁合金在25～400℃温度范围内组织较稳定,无新相生成;在25～400℃温度范围内该合金的热导率随温度变化不大,在200℃时,热导率最小为5.497 W·cm-1·K-1,而在25℃时,热导率最大为5.898 W·cm-1·K-1.