车刀刃倾角对前角影响研究

当车刀的刃顷角不为零时，刀刃上各点的切削平面和基面均不同，因而各点的实际前角与相应的静态前角是有差异的，作者通过定量计算揭示了这个差异的规律性。     

基于正交切削模拟的直齿圆柱铣刀前角优化

为了优化设计直齿圆柱铣刀前角以延长刀具使用寿命，建立了金属切削加工的平面应变有限元模型.该有限元模型基于切削加工的热 弹 塑性有限元方程和力学边界条件的简化，综合了切屑的几何和物理分离标准，利用修正的库仑摩擦定律定义了刀 屑间的摩擦.模拟了不同刀具前角和不同切削速度条件下的切削加工过程.结果分析表明，在相同材料去除率情况下，刀具前角越大，刀具前刀面上的切削温度越低，刀具具有较长的使用寿命.通过优化刀具前角，提高切削速度，切削力和切削温度变化较小，但是显著提高了材料去除率.     

圆弧刃刀具切削力的试验研究

对新设计的一种在圆弧刃上带有前角的圆形刀片进行了切削试验研究，分析了圆弧刃刀片的切削力情况，并根据直角自由切削的试验结果，对切削力从理论计算与试验结果作了对比分析。推导出了圆弧刃刀具切削力的实用计算方法。该方法计算简单，可方便地用于现场。     

基于ABAQUS的钛合金稳态切削模拟

本文基于ABAQUS软件的Johnson-Cook材料模型以及ALE网格划分技术对钛合金稳态切削加工过程进行了有限元模拟,并研究了钛合金的切屑成型过程、切削层的塑形应变以及工件温度的分布,从切屑形状上看,模拟结果与试验结果基本吻合。在此基础上分析了不同切削前角、切削深度和切削速度等参数对切削力的影响,发现在一定范围内适当增大切削前角或减小切削深度有利于切削的进行,此外切削速度的变化在一定范围内对切削力影响较小。     

刀具前后角对切削力和切削温度的影响

为研究刀具前、后角的变化对45号钢的正交切削性能的影响,应用有限元方法模拟了切削过程,分析了不同的刀具前、后角分别对切削力和切削温度的影响．仿真结果表明,影响切削力和切削温度的主要因素是刀具前角,刀具后角的影响相对较小．     

金刚石刀具前角对超精密切削过程影响的有限元分析

基于大变形有限元理论和更新的拉格朗日方程式,建立热机械耦合的平面应变正交切削模型,并利用通用的商业有限元软件,对6061铝合金的超精密切削过程进行有限元仿真．分析金刚石刀具前角对切削力、切屑变形、切屑根部最大应变、作用于前刀面最大压应力和切削温度分布的影响．结果表明：随前角由负向正变化,切屑厚度变小而长度变长、切屑的曲率半径随着变小,切削力和切屑一刀具接触面上最大压应力则随之下降,刀尖附近的切削温度逐步上升,但切屑根部的最大应变则保持不变．以此优选金刚石刀具前角．     

切削速度及刀具前角对加工振动影响的探讨

本文对金属切削中不同切削速度情况下刀具前角对切削振动的影响做了大量的实验,并进行了相应的理论分析。其结果表明:随着刀具前角的增加,切削加工振动的振幅逐渐减小:当刀具前角γ_0<0°时,其单向最大振幅发生在v=50～70m/min,当γ_0≥0°时,其单向最大振幅发生在v=160～180m/min。同时还对高速精加工时如何避开振幅最大区域,确保加工质量问题提出了防范措施。     

三元剪切角新模型的研究

通过对切削区速度场的分析,建立了切削过程的速度场模型,根据此模型,导出了二元切削时求解剪切角φ的简化公式,在二元切削模型的基础上,首次给出了三元切削时法向剪切角φn的新模型,最后得出结论：无论是二元还是三元切削,剪切角φ（或φn)主要取决于刀具前角γo(或γn)和被切削材料在剪切移前后的速度之比|V|/|Vc|。     

基于Python语言金属切削仿真平台开发

在ABAQUS软件环境下,采用Python语言对金属切削过程进行二次开发,建立了金属切削仿真平台,实现了金属切削加工过程快速建模和仿真结果的自动化输出。基于所建仿真平台,进行正交切削仿真,将仿真结果与切削试验数据对比,验证了切削仿真模型.建立了变硬度材料切削仿真模型,并分析了变硬度材料的切削加工规律,探究了斜角切削时刀具前角和刃倾角对切削力的影响规律。本文研究将为切削加工机理分析和切削参数优化提供良好和高效的分析平台。     

"三倾角"钻头的数学模型研究

研究了ＡＶＹＡＧ“三倾角”钻头的数学模型,建立了钻轴坐标系下的前刀面、后刀面的曲面方程和横刃的曲线方程,推导了主切削刃和横刃上任意一点的进给方向后角及主前角的表达式,并用Ｉ－ｄｅａｓ软件实现了三维造型。     

金属直角切削中刀—屑接触长度及前刀面上最大正应力的新计算方法

本文中采用光弹试验法测得的刀具前刀面上的应力分布规律,根据作用于切屑上力的平衡条件,得出一种新的计算刀——屑接触长度及作用于前刀面上的最大正应力的计算公式。在得到的公式中,除考虑了前人所得公式中考虑的因素之外,又引进了刀具、工件材料等影响因素。若通过试验确定切削速度的影响系数,则该公式可以作为经验公式使用。     

刀具前角对螺纹铣刀铣削性能影响的仿真分析

为合理选择刀具前角,提高刀具使用寿命和螺纹加工效率,对某可转位螺纹铣刀铣削加工45号钢进行研究。借助金属切削工艺有限元软件AdvantEdge对铣削加工进行模拟仿真,得到加工过程中切削力和温度随时间的变化关系,对比分析了不同刀具前角对切削力和切削温度的影响,进而优化选择合理的铣刀前角,为实际螺纹铣削加工刀具前角的选择提供参考。     

超声振动切削SiCP/Al复合材料的刀具磨损形态研究

在超声和普通切削方式下对YG6、PCD刀具切削SiCP/Al复合材料时的刀具磨损形态进行了试验研究,试验发现其磨损形态主要表现为前刀面磨损、后刀面磨损和刀具破损。切削路程较短时,在两种切削方式下YG6前刀面均未见有明显的月牙洼磨损,YG6刀具的后刀面靠近刀尖部位的磨损形态呈倒三角形;而PCD刀具没有发现明显的磨损,但刀尖发生了严重的崩碎现象。     

切削工艺参数对Ti6Al4V合金切屑形貌的影响规律

为解决当前传统钛合金的切割加工过程只考虑单一性能,导致加工功能较差的问题,以Ti6Al4V合金为研究对象,研究切削进给速度、刀具前角角度等对切屑尺寸及形貌的影响.设定不同的切削速度、进给速度和刀具前角度,对锯齿金相的齿距、自由表面、带倾角以及带宽进行测量,根据测量结果分析切削工艺参数对Ti6Al4V合金切屑形貌的影响规律.结果表明:随着进给速度的增加,锯齿间距和自由表面尺寸增加显著,剪切带倾角随着切削厚度的增大而减小;当刀具前角为0°时,剪切带倾角从63. 21°降至50. 80°,刀具前角为8°时,剪切带倾角从68. 93°降至最低时为49. 8°,刀具前角的变化对剪切带倾角的影响不大.     

基于切削建模的螺旋铣孔刀具角度优化

针对钛合金螺旋铣孔过程中的刀具角度优化问题,固定切削参数,通过一系列实验,得到了螺旋角和前角不同的刀具产生的轴向切削力.利用遗传算法,结合Matlab程序对实验数据建立切削力模型,分析了刀具螺旋角和前角对切削力的影响,并对角度参数进行了优化.     

盾构切刀切削混凝土过程中的动态响应试验

为探究盾构切刀与混凝土的相互作用规律,开展室内切削试验,验证切削的实质是刀具与试件反复碰撞、挤压、切削和剥落的循环过程.通过切削力测试系统得到刀具前后角、刀具形状、切削深度和试件强度等因素对刀具法向切削力F_n与切向切削力F_t的影响规律,并分析得到各影响因素作用下F_n、F_t及切削合力F_c的波动范围.结果表明:刀具切削混凝土的实质是碰撞、切削、剥落的反复循环,切削力始终处于波动状态;刀具前刃面承担主要的破岩任务,前角越大,所需的F_n和F_t及其波动性越小,刀具对试件的拉剪效果越明显;F_n、F_t均值与试件强度和切削深度均呈线性关系,试件强度和切削深度越大,F_n和F_t越大,其方向上的波动性越小;切削深度比试块强度对F_c波动性的影响更为显著,切削深度越大,因剥离而产生的碎屑粒径越大,而刀尖处碎屑均呈粉末状.     

模具钢Cr12MoV精密硬态切削过程刀具磨损

模具钢Cr12Mo V硬态切削过程中,工件材料的高硬度导致了刀具在切削过程中受到剧烈的热力耦合作用,刀具的磨损机制也明显不同于常规的切削过程.本研究以PCBN刀具精密硬态切削模具钢Cr12Mo V过程为对象,分析了刀具前刀面和后刀面的磨损规律,通过元素变化分析得到刀具不同位置的磨损机制;通过揭示不同切削速度和进给量下的刀具磨损规律为合理选择切削参数提供理论依据;研究揭示了切削合力和切削三分力受刀具磨损量的影响机制;通过建立磨损刀具的几何模型,采用有限元仿真软件Deform对不同刀具磨损量下的切削过程进行了仿真分析,得到了刀具磨损对切削温度场的影响机制.