智能切削刀具发展现状综述

针对国内外智能切削刀具的研究现状和应用状况,对智能型刀具技术和智能型刀具系统的研究成果及在相关领域的应用进行综述,重点介绍以实现超精密加工为目的的智能切削测温刀具技术,展望了以"中国制造2025"为核心的智能刀具技术向系统化和模块化发展的趋势.     

汽车覆盖件模具切削物理数据库研究

近年来我国汽车制造业的迅速发展,导致汽车覆盖件模具需求很大.目前,很多发达国家学者进行了金属切削数据库的开发和研究,然而我国针对于汽车覆盖件模具切削加工的先进切削数据库系统比较少.本文以汽车覆盖件模具切削为研究对象,通过研究模具加工中的基础切削问题与基本加工工艺,以服务的角度出发,采用大数据、云计算技术建立汽车用淬硬钢模具切削基础数据库云平台,挖掘机床性能、加工工艺、刀具选择与加工质量的基本关系,提供标准模具工艺查询、工艺参数优化、刀具优选等服务,为智能机床装备的使用提供基础数据支持.     

适合切削钢筋混凝土桩的软土盾构刀盘刀具改造

以苏州轨道交通2号线盾构机全断面掘进切削广济桥群桩项目为背景,对盾构机切削穿越群桩的性能需求进行分析,通过盾构三种刀具切削桩基钢筋的优缺点对比,提出以贝壳刀为先行刀的盾构刀盘刀具的初步选型配置。根据盾构切桩试验结果分析,对刀盘刀具配置进行优化,从施工可实施性及方便性的角度,提出通过垫高某些轨迹先行贝壳刀,形成间距较大的超前切削轨迹,并提出了分次切筋的切削理念,利用混凝土握裹力,实现桩基钢筋分段先行切断的盾构刀盘刀具配置技术。实践证明,该技术方案合理可行。     

适合切削钢筋混凝土桩的软土盾构刀盘刀具改造

以苏州轨道交通2号线盾构机全断面掘进切削广济桥群桩项目为背景,对盾构机切削穿越群桩的性能需求进行分析,通过盾构三种刀具切削桩基钢筋的优缺点对比,提出以贝壳刀为先行刀的盾构刀盘刀具的初步选型配置。根据盾构切桩试验结果分析,对刀盘刀具配置进行优化,从施工可实施性及方便性的角度,提出通过垫高某些轨迹先行贝壳刀,形成间距较大的超前切削轨迹,并提出了分次切筋的切削理念,利用混凝土握裹力,实现桩基钢筋分段先行切断的盾构刀盘刀具配置技术。实践证明,该技术方案合理可行。     

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.     

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.     

无水砂卵石地层土压平衡盾构刀具改造技术

分析辐条式土压平衡盾构在穿越全断面无水砂卵砾石层施工中刀具严重磨损的原因,提出拆除滚刀并对刀具进行改造以及按分层切削设计原理对刀具进行重新配置的思路。从刀具改造的总体思路、刀具改造前后对比分析和改造后掘进效果的对比等方面进行研究。结果表明:改造后的刀具以及按分层切削设计原理配置的刀具有很好的切削效果,为地铁无水砂卵石地层盾构施工刀具改造和配置提供了一种新方法。     

基于Marc金属正交切削过程仿真的参数化建模

对金属正交切削过程的仿真,方便和快捷地对刀具—工件系统进行造型是必要的。本文通过建立刀具、工件的参数化模型并选用了合适的造型方式,应用数据库技术,采用C++Builder软件完成了接口设计;给定刀具的结构尺寸、几何角度和工件的几何尺寸以及刀具与工件的相对位置,即可生成二维造型的的过程文件,并在Marc软件环境中完成刀具—工件的建模。最后介绍了刀具—工件的参数化造型的关键技术及其过程。从而为正交切削过程的数值模拟奠定了基础。     

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.     

难加工材料切削研究

通过对4类难加工材料切削加工性的分析，并用切削实验对它们的切削条件进行研究，所推荐的刀具材料，刀具几何参数以及切削用量，为有效切削同类难加工材料提供了参考。     

纳米金刚石热浸渗高速钢刀具表面强化技术

为了改善高速钢刀具切削性能,提出了纳米金刚石热浸渗技术,该技术使钢表面的微观组织结构发生了变化,致使材料的物理性能也发生了改变,实现高速钢刀具表面的强化；通过两组刀具的切削试验,即切削力、刀具寿命和刀具磨损的对比,得出处理过的高速钢刀具切削加工性能得到很大的改善,纳米金刚石热浸渗技术强化高速钢刀具具有巨大的应用价值.     

面向管理与设计的刀具分类编码系统

根据金属切削刀具相似性和标准化程度比较高的特点，对开发计算机辅助刀具管理与设计一体化系统所需的刀具数据结构及其管理形式进行了分析与研究，运用成组技术中的相似性原理解决各类刀具分类编码问题；结合数据库技术和图形显示技术对刀具编码进行代码解释、查询和输出，开发了刀具分类编码系统。     

CBN刀具磨损机理分析

1 CBN 刀具磨损类型在稳定的精加工中,CBN 刀具加工淬火钢的磨损过程与一般切削刀具类似.图1是切削淬火 GCr15相(HRC58)时的刀具磨损曲线.刀具磨损较均匀,前后刀面都有磨损痕迹,磨损面呈条状.其磨损型式大致有以下几种:①逆转化磨损当切削温度较高时(如超过1000℃时),在切削一段时间后,刀刃高温     

车削加工过程的三维数值分析

利用三维有限元方法.按照实际加工条件建立了切削模拟模型,得到了温度分布、切削力变化和应力场分布等结果.结果表明相对于二维模拟,三维模拟更加真实地揭示了刀具和工件的切削状态,同时也为研究金属切削理论和开发新的刀具提供了一个更加有效的方法.     

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。     

基于宏程序的数控机床刀具寿命管理设计

应用宏程序设计3个M代码实现了数控机床刀具切削用时的自动统计,设计格式菜单完成了刀具寿命管理数据的显示和设定,同时制作了PMC报警信息,当报警信息清除时,自动清除刀具累计切削时间.     

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.     

金属基复合材料的切削加工

金属基复合材料里的研磨性增强相使它们难以被切削加工，而且造成刀具严重磨损，对铝基复合材料进行了切削试验，并对几种不同刀具材料的试验结果进行了比较，结果表明，SYNDITE和CVDITE（SYNDITE和CVDITE是德．贝尔斯工业金刚石公司的商标）加工出的表面粗糙度较小，刀具寿命较长，是铝基复合材料切削加工的理想刀具材料。     

新构形齿轮精加工刀具半径对切齿干涉的影响

新构形齿轮精加工刀具采用新切齿法,具有连续的切削刃,使得切齿过程中无冲击,刀具的制造和刃磨都非常简单.新构形刀具的半径对切齿干涉的影响较大,因此要合理设计刀具半径,避免干涉.根据该刀具的切齿原理,分析了齿廓曲面上各点在切齿过程中的轨迹和切削刃曲线,并将其向齿轮的的端截面内投影,发现齿顶处的干涉最严重;通过比较齿顶轨迹与切削刃的位置关系,研究了切直齿轮和斜齿轮时刀具半径的干涉,得到了统一的刀具半径干涉的理论公式,确定了不发生切齿干涉的最小刀具半径值,并给出了一个具体的设计实例.