刀具参数对超声切削蜂窝芯切削力及温度影响仿真分析

建立了圆片刀超声切削Nomex蜂窝芯的三维有限元模型,研究刀具前角、刀具后角和刀片直径等刀具参数对进给力和切削温度的影响.研究结果表明:在圆片刀超声切削Nomex蜂窝芯过程中进给力随着刀具前角和刀片直径的增大而增大,随着刀具后角的增大而减小;切削温度随着刀具前角和刀具直径的增大而增大,随着刀具后角的增大而减小.     

车削大螺距螺纹刀具后刀面磨损宽度分布特性

采用低速、大切深、高进给工艺方案车削大螺距螺纹时,刀具左右后刀面存在明显不均匀磨损,直接影响左右螺纹面的加工质量一致性和加工效率.已有的刀具后刀面磨损宽度测量方法仅反映出后刀面磨损宽度随切削行程变化的平均性质,无法揭示后刀面磨损宽度的分布特性.为此,设计和制磨出一把用于车削螺距16 mm梯形外螺纹的刀具,采用等参数轴向分层切削方法进行左右后刀面磨损实验,分析刀具后刀面磨损特征,构建刀具后刀面磨损宽度分布函数,揭示出后刀面磨损宽度分布特性.结果表明:左右后刀面磨损宽度在切削刃长度和切削行程两个方向上均呈现不同的分布特性,且左后刀面磨损明显大于右后刀面磨损,上述方法可用于定量描述车削大螺距螺纹刀具后刀面磨损状态,评定不同切削行程条件下刀具左右后刀面磨损的差异性.     

车削大螺距螺纹刀具后刀面磨损宽度分布特性

采用低速、大切深、高进给工艺方案车削大螺距螺纹时,刀具左右后刀面存在明显不均匀磨损,直接影响左右螺纹面的加工质量一致性和加工效率.已有的刀具后刀面磨损宽度测量方法仅反映出后刀面磨损宽度随切削行程变化的平均性质,无法揭示后刀面磨损宽度的分布特性.为此,设计和制磨出一把用于车削螺距16 mm梯形外螺纹的刀具,采用等参数轴向分层切削方法进行左右后刀面磨损实验,分析刀具后刀面磨损特征,构建刀具后刀面磨损宽度分布函数,揭示出后刀面磨损宽度分布特性.结果表明:左右后刀面磨损宽度在切削刃长度和切削行程两个方向上均呈现不同的分布特性,且左后刀面磨损明显大于右后刀面磨损,上述方法可用于定量描述车削大螺距螺纹刀具后刀面磨损状态,评定不同切削行程条件下刀具左右后刀面磨损的差异性.     

中空薄壁铝合金结构件侧铣局部切削力研究

在中空薄壁铝合金结构件侧铣过程中,各位置的局部切削力变化较大导致了严重的筋板变形、切削振动、刀具磨损等问题.为了研究中空薄壁铝合金加工过程中的各局部切削力,将整体结构件拆分为若干薄壁结构并建立三维模型,采用有限元法对各结构进行了有限元切削模拟,并利用切削试验对模型进行了验证.利用建立的切削模型对各加工位置处局部切削力进...     

轨道车辆新型车端专用吸能装置

为了提高轨道车辆的耐碰撞性,利用金属薄壁结构轴向切削和压缩过程吸收能量的原理,设计了一种新型车辆端部专用吸能装置;采用显式有限元软件LS-DYNA建立了吸能装置吸能过程的等效三维有限元模型,并对吸能过程进行数值模拟;分析了切削深度、刀具前角和切屑圆心角等参数对吸能装置吸能性能的影响.研究结果表明,新型吸能装置吸收的能量、界面力与切削深度、切屑圆心角成正比,与刀具前角成反比,受切削深度的影响较小;新型吸能装置的冲程效率可达100%,压缩力效率和总效率可达70%以上,高于现有吸能装置.      

切削加工表面机械性能研究现状

论述了切削加工残余应力的产生机制、残余应力的实验研究、二维或三维切削过程有限元仿真研究及解析法研究现状.从研究方法和切削参数、冷却润滑条件以及刀具参数等因素对金属切削已加工表面的加工硬化的影响的角度介绍了国内外传统切削加工硬化的研究现状.探讨了微切削加工的残余应力及加工硬化研究.最后对传统切削和微切削加工表面机械性能的研究方向进行了展望.     

砂卵石地层盾构刀盘有限元分析

参照北京地铁某地段砂卵石地层盾构施工中使用的盾构机刀盘刀具结构,重建了刀盘刀具的三维实体模型;根据地层特性参数计算出了切刀、先行刀和周边刀的切削力以及地层对刀盘的压力和摩擦力,建立了盾构机刀盘的有限元计算模型;针对刀盘初始切削、掘进砂卵石地层和遇到大粒径卵石三种工况,分别分析刀盘刀具的受力特性,得出了应力应变分布规律,并结合工程实例提出刀盘结构的改进措施.     

用VBA开发刀具绘图系统

针对刀具零件形体复杂的特点,提出了一种新的构造思维,即切削法造型及其数据模型,并用实例详细说明了如何运用ＡｕｔｏＣＡＤＡｃｔｉｖｅＸ技术构造刀具零件模型;最后简单介绍了三维图形与二维图形之间的变换技术和刀具装配全的干涉检验的方法。     

车削大螺距螺纹轴向分层切削的设计方法

提出车削大螺距螺纹轴向分层切削方法,通过刀工接触关系及切削层参数的研究,揭示出关键工艺控制变量,并讨论螺纹螺旋升角对左右切削刃工作前角和后角的影响,以及切削次序对切削效率的影响;以切削效率、左右螺纹面加工表面一致性为设计目标,以刀具几何角度、切削参数及切削次序为设计变量,提出大螺距螺纹轴向分层切削工艺设计方法;设计并磨制两把刀具,提出与其匹配的工艺设计方案,进行车削大螺距螺纹切削工艺对比实验.实验结果表明,采用该设计方法获得的工艺方案,可使大螺距螺纹在螺距误差、加工表面形貌及其分布上得到明显改善,满足大螺距螺纹加工质量的要求.     

塑性材料超声振动切削变形区分析

基于商用有限元软件ABAQUS,以切削高温合金为例,采用新的弹塑性材料本构关系,建立振动切削下刀具与工件接触二维正交模型,分析材料去除机理,研究切削力、变形区的应力分布变化规律等,并进行动态冲击切削试验加以验证.研究发现:相比普通切削,振动切削时第一变形区离刀具较近处在刀具一次振动冲击时即达到材料强度极限,自身内部发生损伤破坏,只需刀具以很小的力推进即可切除,符合振动切削超前损伤机理;此外,第三变形区处振动切削应力最大值小于普通切削的,故摩擦挤压程度较小,与振动切削塑性材料加工表面质量较高的事实一致.