浅孔钻径向力平衡的研究

确定了浅孔钻内外刀片上各自参加切削的折线刃;分析了折线刃在切削中的受力情况;构建了一种各折线刃受力与其长度成正比,且垂直作用在各切削刃的中部的模型;得到了内外刀片上各折线刃径向力平衡的计算方法,为解决其他类型的浅孔钻径向力平衡问题提供了依据。     

基于热力耦合金属切削数值模拟的有限元分析

采用ABAQUS有限元模拟的方法对切削过程进行了数值模拟,分析了切削深度、切削速度、刀具前角等切削工艺和刀具几何参数对切削的影响。分析过程中耦合了切削热的影响。获得了切削应力场、应变场分布,切削后表面粗糙度观察,温度分布等,可以作为刀具设计和切削工艺参数制订的依据。     

基于热-弹塑性理论的高速切削45钢有限元分析

基于热-弹塑性变形理论建立高速切削变形场的应力-应变关系本构模型,运用有限元分析软件DEFORM-2D建立了高速切削45钢正交切削仿真模型,研究了不同速度的切削力、切削温度对工件已加工表面粗糙度的影响。     

切削深度对铝合金加工过程影响的数值仿真

采用Lagrange质点坐标系描述方法，利用有限元分析软件，建立了二维热-力耦合正交直角切削有限元模型．通过网格自适应技术，模拟切屑的形成，仿真切削深度对铝合金加工变形的影响。结果表阴，切削深度对切削力的影响呈线性正比例关系。切削深度越大，切削面积和切削宽度相应增加，切削力也越大。切削深度影响切削加工产生的残余应力大小及分布，残余应力分布在工件表面以下的0．2mm以内很薄的金属层，这对于厚度较小的薄壁件加工后的变形有很大的影响。加工时，为了提高工件表面的精加工精度，降低工件表面的残余应力，在精加工时尽量采用小的切削深度。     

高速切削数值模拟技木浅析

依据大变形理论和虚功原理对高速切削过程进行分析，建立了基于拉格朗日描述的有限元控制方程并采用二维有限元模型进行模拟。有限元模型综合考虑了熟力耦合，材料本构关系。接触规律，分离准则厦切削过程中动态因素的影响。数值模拟重点考察了非稳态的切屑形成过程及切削过程中的应力、温度、切削力的分布情况，并对模拟结果进行分析和验证。指出所建立的有限元模型是合理的。     

刀屑摩擦对切削加工影响的有限元分析

基于Lagrange质点坐标系描述方法.利用有限元分析软件,建立平面应变状态下的二维热-力耦合正交直角切削有限元分析模型,分析中采用修正库仑摩擦定律来模拟刀-屑之间的摩擦.结果表明.刀具前刀面与切屑的接触长度、切削温度、切削力和已加工表面的残余应力都随摩擦系数的增大而增加.摩擦系数对切削加工质量有着重要的影响.     

岩层钻孔过程中切削模型及影响因素分析

针对岩层钻孔过程中钻孔效率较低,以及获取地层应力较困难等问题,将钻孔过程分解为轴向压入岩体和转动切削岩体2个环节,分析了切削刃转动切削岩体的静力学关系,建立了切削刃切削力与岩体抗力之间的关系,构建了转动切削静力学模型,获得了切削深度、切削刃形状、岩体力学性质对切削力影响规律。研究结果表明:切削深度与切削力呈线性关系,切削深度越大则切削岩体切削力越大;切削力随切削刃角度的增大呈先增大后减小的变化趋势;岩石黏聚力、内摩擦角与切削力呈线性关系,黏聚力、内摩擦角越大则所需切削力越大。     

基于自由切削理论的高进给铣刀片结构优化

ASR型高进给铣刀片为圆弧角铣刀片,具有进给量大的特点。立足于此特点,从排屑的角度分析了其不足,进而提出了优化的方法,即结合自由切削理论,进行刃形优化。为了验证优化后刀片的性能,建立了刀片的简化模型,并利用了Deform-3D三维仿真软件进行了铣削仿真。设置了实验组和对照组,论证了自由切削刀具在切削过程中的良好切削性能,为该型刀片的改进提供了理论支持。     

油缸内孔刮滚加工刀具的优化

刮滚加工是油缸内孔精加工常用的一种方法,通过一次装卡,完成内孔粗镗、刮削、滚压3道工序,粗镗头包含位于同一圆周面上的4个镗刀片,用于切除缸筒内孔的大部分余量。现用TGK53刮滚机粗镗时刀片切削刃有效切削长度较短,刀片易受热损坏、寿命较低;刀片主偏角75°,向前镗孔时径向分力较大,造成刀具或缸筒震动,加工质量无法保证。通过选择高寿命刀片、调整切削角度、优化刀夹结构、改善切削参数,提高刀具寿命、加工效率以及产品尺寸精度。     

高速轧辊磨床主轴的热-结构耦合分析

鉴于润滑油对机床主轴系统温升影响较大,现分别采用2种不同润滑油给轴承润滑,分析主轴在不同转速下温度和热应变变化情况,利用Workbench有限元分析软件对高速轧辊磨床主轴进行热-结构耦合分析,得出主轴在不同转速下的温度场分布云图和热应变云图,为进一步研究机床的热误差提供了理论依据。     

CBN含量对PCBN车刀切削性能影响的模拟与实验研究

采用CBN含量(体积分数)50%和80%的自制PCBN材料分别建立焊接式90°刀尖角外圆车刀模型,运用Deform软件以切削速度250 m/min、进给量0.1 mm/r、背吃刀量0.25 mm的切削用量模拟精车45^#淬火钢外圆面,通过对比刀具的应力场和主切削力,发现CBN含量变化对主切削力无明显影响。使用自制及市售的PCBN材料分别制成焊接式90°刀尖角外圆车刀,并完成切削45^#淬火钢外圆实验。结果表明,CBN含量80%的自制PCBN车刀耐磨性较好,韧性稍差; CBN含量50%的自制PCBN车刀综合性能较好。     

MQL切削中喷雾特性对加工效果的影响

在最小量润滑(MQL)切削中,切削液以细小雾状形式被高速射入切削区,喷雾特性对加工效果有着至关重要的影响。首先应用激光三维粒子动态分析仪(3D-PDA)测试系统对MQL系统中的喷雾特性进行了研究,找出了雾滴的速度、雾滴粒径的分布规律,在此基础上,进行了车削实验,探讨了取得良好加工效果的喷雾参数。     

重载减速箱有限元热-结构耦合分析研究

针对重载减速箱存在的热载荷引起的热变形问题,应用有限元热-结构耦合分析方法,对箱体结构进行热态特性分析,给出箱体的稳态温度场分布,将分析结果作为箱体热-结构耦合分析的边界条件,建立了耦合分析模型,计算出箱体在热和结构载荷共同作用下箱体的应力分布和位移云图。研究结果表明,重载减速箱变形是结构载荷与热载荷共同作用的结果,其中热载荷是控制箱体变形,保证重载齿轮传动精度与可靠性不可忽略的重要因素。     

高速车削Ti-6Al-4V的有限元仿真研究

采用有限元分析软件AdvantEdge FEM,对钛合金Ti-6Al-4V的车削加工过程进行了三维有限元仿真,并根据仿真结果分析研究了刀具、切屑及工件的温度场分布,刀-屑接触区和工件已加工表面切削温度随切削速度的变化规律,以及三向切削力随切削长度和切削速度的变化规律,分析了Salomon假设的真实性,为深入研究切削机理提供了有益的参考。     

ZL109铝合金车削表面完整性实验研究

设计了三因素四水平正交车削实验,综合运用极差分析、方差分析等方法,研究了切削参数对硅铝合金ZL109车削表面完整性的影响规律,得到了切削参数对于表面粗糙度、残余应力和显微硬度的影响程度和趋势,分析了ZL109车削表面完整性的形成机理,以期为切削参数优选提供实验和理论基础。研究结果表明,进给量f对表面粗糙度具有显著影响,切削速度v和进给量f增加会导致表面残余拉应力增大,显微硬度受切削参数的影响较小。     

立方氮化硼聚晶刀具及其研制

在介绍了立方氮化硼聚晶（PCBN）刀具的性能特点和应用范围后，着重介绍了PCBN纯聚晶镶嵌刀具的制造工艺，包括PCBN的制造、镶嵌及PCBN刀具的刃磨技术和几何参数，及其在淬硬钢、热喷涂材料、淬硬铸铁加工及断续切削与粗车等方面的应用。     

基于AdvantEdge的钛合金Ti6Al4V的高速铣削有限元仿真

利用专用有限元分析软件AdvantEdge对航空钛合金Ti6Al4V的铣削加工过程进行了二维模拟仿真。采用单因素试验,获得了轴向铣削深度ap、铣削速度vc、每齿进给量fz、径向铣削深度ae对铣削力的影响规律,分析了不同铣削速度下的温度场分布及铣削速度对刀具前、后刀面切削温度的影响规律。研究结果表明,铣削钛合金Ti6Al4V时,建议在条件允许的情况下采用较高的铣削速度、较大的径向铣削深度、较小的轴向铣削深度和每齿进给量。在试验的铣削速度为60~120 m/min内并不存在Salomon所预言的"临界速度"。刀具的温度分布具有明显的梯度变化,最高温度位于前刀面主切削刃附近,距离刀尖0.01~0.02 mm的位置。     

基于回转投影理论的刨煤机零部件分析

对于非零前角的成形铣刀、成形车刀,其刃口的分析不能用传统的直线投影,也不是直线投影配合一个简单的三角函数,要用到回转投影及其作图方法,或者用三维制图软件中的相贯线原理来分析。文章主要讨论回转投影及其作图方法,同时也分析了该投影在非零前角成形铣刀、车刀刃口中的应用。     

晶体锗切削温度场的理论建模及数值模拟

针对晶体锗切削加工过程,首先采用热源法及温度叠加原理建立了切削温度场的理论数学模型。然后运用MATLAB软件分别计算出切削速度分别为1.5、2.0、2.5m/s,进给量分别为0.02、0.025mm/r时工件在剪切变形区的温度场,分析了不同切削速度、不同进给量下的温度变化。最后,采用DEFORM-3D软件进行三维切削仿真分析,获得了不同切削参数下工件温度场的云图。计算结果与仿真结果表明:切削速度与进给量的增大会导致切削温度的升高,刀具与工件开始接触时,切削温度、进给量与时间呈线性急剧增加,但温度升高到一定值后会保持相对稳定。相同增量下,进给量对切削温度的影响大于切削速度。不同切削速度和进给量下的仿真结果与理论计算结果误差均小于10%。     

高速切削温度场有限元动态仿真

建立了高速切削温度场模型,利用有限元法对切削过程中刀具、工件和切屑的温度场进行动态仿真,形象地表示出刀具、工件和切屑的温度场变化和分布情况,得出最高温度随子步变化曲线和刀/屑接触面上前刀面的温度曲线及刀尖下垂直已加工表面的温度曲线,为研究切削过程提供了有益的参考。