基于圆弧刃刀具的超精密切削分析

分析圆弧刃刀具切入过程、切削刃钝圆和进给量对加工质量的影响.对金刚石刀具的刀尖圆弧半径、圆弧切削刃钝圆半径、进给量与表面粗糙度之间的关系进行描述.结果表明:正确地选择刀尖圆弧半径、切削刃钝圆半径和进给量是获得高质量加工表面的有力保证.     

模具侧壁加工中切削刃形状对加工精度和刀具寿命的影响

高硬度模具侧壁精铣加工需要抑制长悬伸刀具的震颤,提高切削刃强度.切削刃形状参数主要包括刀具前角和刃口钝圆半径(或倒棱宽度),通过切削试验分析轴向前角和切削刃钝圆半径对加工表面精度和刀具寿命的影响规律,优化刀具刃口形状,可以获得更优良的加工精度和更长的刀具寿命.     

考虑微刃口几何的Ti-6Al-4V钛合金加工切削力仿真预测与试验研究

切削刀具刃口半径对材料加工过程有着重要影响,其中如切削力、切削应力以及刀—屑交界面的温度分布,这些参数最终都会作用在刀具寿命和工件已加工表面完整性上。刀具刃口圆形钝化处理能够使刀具不易在切削过程中出现崩刃。本研究借助有限元方法对钝圆刃口刀具切削过程进行深入研究,其中有限元模型采用耦合欧拉—拉格朗日(Coupled Eulerian Lagrangian, CEL)方法建立。为研究刀具刃口对切削过程影响,本研究的切削工况包括四种刀具刃口半径(10μm, 20μm, 30μm, 40μm)和三种未变形切屑厚度(0.1mm, 0.15mm, 0.2mm),对12种工况分别进行仿真和试验研究,验证所提出的有限元模型的准确性和合理性。在此基础上,进一步对仿真结果中的切削温度、切削应力和材料流动状态等过程量进行深入分析研究发现,随着刀具刃口半径的增加,两向切削力的刃前切削应力和最高切削温度都呈增长趋势,最高切削温度由前刀面向后刀面移动。本研究或为钛合金切削过程的机理理解及难加工材料刀具和切削参数设计提供支持。     

基于多种有限元模型的刀尖圆弧半径对切削过程影响的仿真

针对在实际生产中选择和优化设计刀片刃口参数的难题,采用了多种有限元模型对不同刀片刀尖圆弧半径的直角切削试验进行仿真。通过有限元仿真得到的刀片主切削力和刀片温度场分布都吻合于实际的切削情况,为以后的刀片刀尖圆弧半径的选择和优化设计提供了一种有效的解决方案。     

金刚石刀具刀尖几何形状对超精密切削加工质量的影响

指出超精密切削实际上是刀具刀尖部分与工件的相互作用,分析了金刚石刀具刀尖几何形状和切削刃的锋利度对超精密切削加工质量的影响。认为正确地选择刀尖部分几何形状和修光刃钝圆半径是获得高质量加工表面的有力保证。     

高速面铣刀设计模型的热力耦合评判方法

基于热力耦合场分析评判高速面铣刀的设计模型。依据需求层次理论,给出高速铣刀性能层次结构,提出高速铣刀性能评判方案;针对高速可转位铣刀串联系统的失效特征和高速铣刀动平衡精度要求,确立高速面铣刀的基本结构,采用均匀试验设计方法获得铣刀组件材料设计方案,构建高速铣削铝合金直径为63mm的面铣刀设计模型;进行高速面铣刀热力耦合场分析,研究铣刀组件材料和转速对其最高切削温度、最大等效应力和刀片位移的影响,评判和优选出可用于高速铣削铝合金的高速面铣刀设计方案;通过高速面铣刀切削铝合金试验,利用铣刀动平衡精度、安全性、切削效率和已加工表面粗糙度试验结果,测试铣刀的高速切削性能满足高速切削要求。     

钝圆半径对刀具硬态切削性能的影响研究

为了揭示修圆刃口对刀具硬态切削性能的影响规律,以5种钝圆半径的修圆刃口为研究对象,运用金属切削软件AdvantEdge对淬硬轴承钢进行干式车削仿真。结果表明,主切削力F_c和进给力F_f均随钝圆半径的增加而变大;刀具高温区面积随着钝圆半径的增加而扩大,最高切削温度均位于切削刃附近;钝圆半径对刀具最大应力值的影响较小。研究结果可为刀具刃口形式和参数的合理选择提供理论指导。     

刀尖圆弧半径补偿对球面零件车削加工影响的分析

采用刀尖圆弧半径为0.4 mm的刀片,以0、0.4 mm、0.8 mm、1.2 mm为刀尖圆弧半径补偿值,得到球面曲率半径不同的四个试件,基于三丰C-3200测量仪对球面轮廓度进行测量,分析刀尖圆弧半径补偿对球面零件车削加工的影响。分析结果表明,在进行凸球面零件加工时,HNC-818A数控系统中的刀尖圆弧半径补偿功能有效,球面的曲率半径与刀尖圆弧半径补偿值的单调性一致。当刀尖圆弧半径补偿值线性变化时,球面的曲率半径呈非线性变化。当设定刀尖圆弧半径为真实值时,球面轮廓最为理想。在球面零件加工实践中,使用刀尖圆弧半径补偿功能,精加工采用可转位机夹车刀,通过试切法合理修改刀尖圆弧半径补偿值,可以提高球面零件的车削加工质量。     

用新一代刀具进行车削

在车削加工中,修光刀片（Wiper）的使用可以说是改变了“切削基本定律”。传统车削刀具的刀尖半径倾向在工件表面生成扇贝形的刀纹。刀具进给和刀尖半径的大小与扇贝形刀纹的截面高度有直接关系,决定了车削的表面质量。修光刀片的横刃刮平了由刀尖生成的扇贝形刀纹的顶部。当然车削中修光的概念也需要不断发展,通过减小修光刃的长度以避免损害加工表面形状和产生过大的切削力。同时刀片需要控制切屑,并能像普通刀片一样直接装夹。     

磁盘间隙对刀具刃口钝化的影响

高速高效切削加工是机械加工的必然发展方向。刀具刃口钝化通过改变切削刃的微观轮廓,提高刀具使用寿命、改善切削性能和加工表面质量。基于刀具刃口磁力钝化方法,研究了硬质合金刀具钝化过程中,磁盘间隙对钝化压力和去除量的影响规律,采用有限元软件ANSYS对刀具刃口钝化过程中进行磁场分析,分析了磁盘间距对磁感应强度和磁力线分布的影响规律,并通过与实验相结合,研究钝化时间和工作间隙对钝圆半径的影响规律,研究成果对于实现刀具钝化刃口优化,促进我国装备制造业的发展具有重要的科学和工程意义。