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球头铣刀铣削斜面的三维有限元仿真研究

董永旺 , 赵军 , 陈晓晓 , 郭胜光 , 李安海

硬质合金 doi:10.3969/j.issn.1003-7292.2012.04.005

在能源动力、汽车、航空航天、模具制造等关键零部件的加工过程中,球头铣刀因其特有的刀具几何结构,常作为零件加工的最终成型刀具.考虑到在球头铣刀立铣加工中不同的刀具与工件相对姿态会对切削过程产生不同的影响,本文研究切屑形成和不同走刀方式下切削过程中各物理量(切削力、切削温度等)的变化情况,结合有限元仿真技术在切削加工中的应用,建立硬质合金球头铣刀铣削斜面的有限元模型,模拟相同切削参数下,八种不同走刀方式的球头铣削过程,分析刀具切入切出工件时切屑的形成过程,探究切削力和切削温度的变化规律.仿真结果表明:不同的走刀方式,平均切削合力各不相同,同时切屑和工件的最大切削温度也出现较大差异,而斜坡上坡逆铣的走刀方式所对应的平均切削合力和最大切削温度均最优.

关键词: 有限元法 , 球头铣削 , 走刀方式 , 切削力 , 切削温度

刀具形状及工艺参数对模具钢NAK80高速切削过程的影响

王义强 , 闫国琛 , 王晓军 , 邱红钰

兵器材料科学与工程

通过建立等效二维高速切削有限元模型,对影响模具钢NAK80切削过程的因素进行研究。通过Johnson-Cook材料本构方程描述材料特性,切屑的分离采用基于断裂力学的几何—物理分离准则,用修正的库伦摩擦定律表征前刀面与工件的接触状态。对不同刀具前角、切削速度、切削深度下的高速切削过程进行仿真,分析不同参数下切屑形态、切削力与切削温度的变化情况。结果表明,合理的选择刀具前角、切削速度与切削深度,可以优化切屑形态,降低切削力与切削温度,对切削过程的优化具有一定的指导意义。

关键词: 高速切削 , 有限元仿真 , 切屑形态 , 切削力 , 切削温度

低烧蚀碳/碳复合材料切削刀具适应性研究

陈旭辉 , 王新永 , 徐亮 , 韩军 , 雷磊

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2015.05.018

通过对切削规律进行系统实验和深入分析的基础上,探讨切削低烧蚀碳/碳复合材料过程中的切削温度、刀具耐用度、刀具的磨损等方面的基本规律.结果表明,低烧蚀碳/碳复合材料较普通碳/碳复合材料增加了难熔金属化合物颗粒,该颗粒极大改变了材料的切削特性;切削温度略有上升,但远低于金属材料的切削温度,不会影响刀具寿命;所添加的颗粒硬度极高,对刀具有明显的硬质点划擦磨损,造成刀具耐用度急剧下降;各种刀具磨损以硬质点磨损为主,同时存在不同的磨损和破损形式.

关键词: 低烧蚀碳/碳 , 切削性能 , 切削温度 , 刀具磨损

碳纤维增强复合材料单向层合板直角自由切削热特性试验

文亮 , 姜丽萍 , 张烘州 , 蔡晓江 , 安庆龙 , 陈明

复合材料学报 doi:10.13801/j.cnki.fhc1xb.20141230.002

为揭示碳纤维增强复合材料(CFRP)切削温度与切削要素之间的关系,采用直角自由切削对CFRP单向层合板进行了切削试验,并采用OMEGA-0.05 mm高灵敏K型热电偶对切削温度进行测量,讨论了切削参数、刀具几何参数及材料参数对切削温度的影响.结果表明:对切削温度的影响程度由高到低的参数依次为切削速度、切削厚度、刀具后角和钝圆半径,切削参数对温度的影响效应不受纤维方向角的影响;不同于金属材料,CFRP纤维方向角对切削温度影响突出,顺纤维方向上的切削温度明显高于逆纤维方向上的,切削温度在θ=90°时达到最大值,且为θ=0°时的2倍;CFRP切削回弹对刀具后刀面与已加工表面的接触状况影响较大,从而影响切削温度,加剧了切削温度的各向异性特征,且第3变形区切削热对切削温度影响突出;CFRP切削温度范围窄,最大切削温度在300℃左右,将导致切削质量对温度变化更为敏感.

关键词: 各向异性 , 碳纤维增强复合材料 , 纤维方向角 , 切削温度 , 刀具几何参数

脆性材料切削温度理论模型及实验研究

赫培 , 马廉洁 , 郭亚鹏 , 邓航 , 王华 , 毕长波 , 李祺 , 万学文

人工晶体学报

通过将单次断裂扩展成连续断裂,并利用被加工面表面形貌面积和投影面积之比k1,计算断裂次数,根据脆性材料微观断裂机理的能量守恒原理,建立了脆性材料切削温度理论模型;使用硬质合金刀具切削氟金云母陶瓷,开展车削实验,验证模型可靠性;结果表明,建立的脆性材料切削温度理论模型,可以在一定范围内,对温度随工艺参数变化趋势进行预测.

关键词: 切削温度 , 理论模型 , 氟金云母陶瓷 , 车削

镍基铸造高温合金K24的切削温度实验研究

邱坤 , 王新永 , 庞思勤

功能材料

通过实验,分析了使用YWl刀具切削K24时,切削用量对切削温度的影响。对切削温度影响最大的是切削速度,但是,随着切削速度的增加切削温度的增加量是下降的。这是因为在切削过程中,速度的增加使得副后刀面磨损加剧,切削深度减小,切削力减小,切削温度也随着相对降低。切削用量对切削温度的影响其次是进给量,影响最小的是切削深度。通过实验所得的切削用量与切削温度的经验公式,将这3个公式合并可得到切削用量对切削温度的总的经验公式。

关键词: 镍基铸造高温合金K24 , 切削温度 , 经验公式

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