复杂槽型数控车刀片断屑预报系统的研究

针对数控车削加工过程中切屑折断难以预测问题,依据切屑折断界限理论建立了极限进给量和极限切削深度的预报数学模型:以上述数学模型为核心,开发了复杂槽型数控车刀片的断屑预报系统.为了验证预报结果的准确性,选取了典型的复杂断屑槽型车刀片切削45钢的断屑试验结果与预报结果进行了对比,对比结果显示二者基本一致,从而证明断屑预报结果的准确性和断屑预报系统具有一定的实用性.     

切屑折断界限的理论研究

从上向弯曲切屑折断界限理论出发,推导出刀片二维槽形切屑流出圆半径及极限进给量的理论预报公式;根据横向卷曲短螺卷屑形成过程中切屑动力学及其折断判据理论,得出了极限背吃刀量的理论预报公式;并通过系统的试验研究,证明试验结果与理论预报结果比较符合。为刀片三维槽形的槽形设计及断屑预报系统建立打下理论基础。     

切参数变化对切屑断裂应变的影响

以影响切屑断裂应变的重要因素为基础,对切屑断裂应变随切削速度ν、进给量f、背吃刀量αv的变化规律进行了理论分析;分析结果显示;高速切削时,当进给量f厂和背吃刀量αp不变的情况下,随着切削速度ν的增加,切屑的断裂应变εB是增加,然后又减小;当切削速度ν和背吃刀量αp不变的情况下,随着进给量f的增加,切屑的断裂应变εB是减小的.当切削速νε和进给量f不变的情况下,随着背吃刀量αp的增加时,切屑断裂应变εB基本是定值.以上分析结果对了解切削参数对切屑折断性能的影响具有重要的意义.     

切削参数变化对切屑断裂应变的影响

以影响切屑断裂应变的重要因素为基础,对切屑断裂应变随切削速度v、进给量f、背吃刀量ap的变化规律进行了理论分析;分析结果显示：高速切削时,当进给量f和背吃刀量ap不变的情况下,随着切削速度v的增加,切屑的断裂应变εB先是增加,然后又减小;当切削速度v和背吃刀量ap不变的情况下,随着进给量f的增加,切屑的断裂应变εB是减小的。当切削速度v和进给量f不变的情况下,随着背吃刀量ap的增加时,切屑断裂应变εB基本是定值。以上分析结果对了解切削参数对切屑折断性能的影响具有重要的意义。     

复杂槽型车刀片切屑约束与折断预报的研究

在刀片槽型结构对切屑约束的影响研究基础上,建立了复杂槽型车刀片切屑约束与折断预报模型,提出了基于切屑约束的复杂槽型车刀片切屑卷曲与折断预报方法,并进行了三维复杂槽型车刀片切屑约束与折断的试验研究。结果表明:该模型对于复杂槽型车刀片断屑性能的预报和刀片槽型的优选具有实际应用价值。     

硬质合金刀片断屑槽槽型对其切削性能的影响

采用具有多种断屑槽槽型的同种基体材质的刀片进行车削实验,应用高速摄影机捕捉切削区域切屑产生、流出、卷曲和折断过程。通过磨损测量仪观测断屑槽,并结合切屑形态分析,明确断屑槽合理几何形状;通过三维受力分析仪采集切削过程中的振动和切削力信号,揭示断屑槽对切削力的影响规律;综合切削参数、断屑槽几何结构和切削力三方面的因素,最终确立断屑槽槽型与进给量对切屑折断的作用机制。研究数据以期为断屑槽设计与车削刀具的应用提供数据支撑。     

基于WTK软件的切屑形成与折断过程虚拟现实的研究

采用虚拟现实 (VR)技术 ,以 VC++6 .0和虚拟现实软件 World Tool Kid9.0为开发平台 ,以切屑折断数学模型为理论研究基础 ,对于给定的切削参数 ,实现了三维复杂槽型刀片在车削加工时切屑形成与折断过程的虚拟现实 ,预报了切屑折断过程 ,从而可评估切削刀片槽型设计质量 ,优选槽型 ,有利于缩短刀片设计和制造周期     

基于MATLAB的车刀片三维复杂槽型设计

提出了一种三维复杂槽型车刀片的槽型设计方法;将有效槽型参数运用于切屑折断卷曲半径和切屑折断条件式,导出三维复杂槽型的槽宽的计算式;并用MATLAB计算出槽宽,拟合出槽型的曲线;计算出的槽宽可导入Pro/Engineer建立三维复杂槽型车刀片的模型,该模型可以导入ANSYS软件进行槽型车刀片的切削仿真,分析槽型的性能,为以后槽型设计的系列化,参数化,打下了基础.     

高速切削AISI4340钢的切削力有限元分析

在高速硬切削时,切屑主要为断屑,了解断屑引起的高频交变的切削力的特征,有助于优化切削参数.通过有限元方法对AISI4340钢高速直角切削进行仿真.研究切削速度、背吃刀量和刀具前角等切削参数对断屑的形成频率、平均单位切削力以及切削力的频率的影响.分析结果为优化切削参数、减少高速切削中的振动和提高表面加工质量等提供指导.     

MP槽型与传统槽型的正交切削试验对比研究

选用经典的YT15刀片的F型断屑槽与新型刀片MC6025的新型槽型MP,利用正交试验法断续干式车削45钢,通过三向测力仪测定了相同切削用量下两种槽型刀片的切削力。采用回归分析法推导出切削力与切削速度、背吃刀量、进给量的关系表达式,并获得两种槽型刀片对切削力的影响规律。对比分析了新槽型与传统槽型对切削性能影响的差异以及新槽型的优缺点,并通过极差分析得出切削用量对新槽型的影响程度及最优切削方案。同时,试验结果得到了新槽型MP的最适切削参数。分析结果表明:切削三要素对切削力影响的一般性结论对不同槽型刀片,尤其是新型刀片同样成立;本试验范围内,新槽型MP的最适切削参数为:ap=1.0mm,f=0.1mm/r,v=50.3m/min;新槽型比传统槽型的断屑范围更大。