高速切削技术的发展及展望

:作为先进制造技术之一的高速切削技术是机械制造业发展的必然趋势 ,其应用将大幅度地提高加工效率和加工质量。高速切削技术不仅涉及到高速切削加工工艺及高速切削机理 ,而且包括高速切削所用的刀具、机床等诸多因素。本文着重介绍了高速切削各相关技术的研究动态 ,并对高速切削技术的应用前景进行了展望     

强化切屑变形实现自动化切削加工的新断屑研究

根据机械加工金属切削层的变形过程，归纳出断屑方法，本文从塑性变形理论，探讨出断屑规律及断屑条件。     

微小孔振动钻削机理研究

采用振动钻削的方法对微小孔进行钻削加工，设计制作了一台新型、高效的超声波振动钻削设备，在几种常见材料上，通过改变振动钻削参数，进行孔径为０．２￣１．０ｍｍ的粘削实验；借助扫描电镜，分析孔的表面和剖面形状，对普通钻削与振动钻削加工的孔进行了比较；从入钻过程、孔的尺寸形位精度、切屑切屑形式、孔的表面质量、钻头寿命等方面分析总结出微孔振动钻削的加工机理。     

"切削深度"的定义应予修正

对现行金属切削教材、设计手册及有关文献的"切削深度"定义进行了研究,论述该定义应用场合的局限性及不可操作(确定)性,分析并提出了能适用于各种切削加工情况的且易于操作(确定)的"切削深度"的定义的修正意见.     

振动切削机理研究及应用

切削过程中的振动对工件的加工质量、刀具耐用度有较大的影响,对精密切削加工尤为突出.振动切削作为一门新技术,可弥补普通切削的某些不足.利用另外设置的振动源,将高频且有规律的振动作用到金属切削加工的工艺系统上,使该系统处于相对不振的状态,从而可以提高工件的加工精度,改善已加工表面质量,实现精密切削.     

ANN技术在切削加工中的研究现状

本文简要介绍了人工神经网络的特点，对人工神经网络在切削加工中的研究和应用现状进行了综述。重点阐述了利用人工神经网络对切削加工过程进行智能化监控、对切削加工过程中刀具状态进行检测以及利用人工神经网络对切削加工状态进行预测、预报等三个方面。最后对人工神经网络在切削加工中的应用前景进行了展望。     

基于人工神经网络的切削加工模拟系统

本文阐述了人工神经网络建模思想,并运用这一思想及神经网络的自学习能力,建立了基于人工神经网络的切削加工模拟系统,为有效求解最优加工参数,以及预报、预测切削加工效果提供了新的有效解决途径。     

热处理与钢的切削加工性的关系

钢的切削加工性与其化学成分、金相组织和力学性能有关.通过热处理方法,可改变钢的上述三种性能,以达到切削加工时所需要的性能.     

超声椭圆振动切削航空铝合金的数值研究

为了研究7075航空铝合金在超声椭圆振动切削（Ultrasonic Elliptical Vibration Cutting, UEVC）下切削速度、背吃刀量、振幅和频率对切削力和切削温度的影响。课题组运用ABAQUS有限元软件建立了仿真模型，对比分析了不同切削方式对航空铝合金力学性能的影响。仿真结果表明：在UEVC过程中，随着切削速度和切深的增加，切削力逐渐增加，切削温度逐渐升高；随着X方向的振幅和振动频率的增加，切削力和切削温度逐渐降低；背吃刀量对切削力的影响最为明显。与常规切削（Conventional Cutting, CC）相比，UEVC能够明显降低切削力和切削温度，是一种改善航空铝合金切削性能的有效加工方式。     

超声振动车削参数对切削力的影响

为了探究超声振动车削（UVT）过程中刀具振动频率、振幅和切削速度3个参数对切削力的影响,课题组通过建立有限元模型,对高强度铝合金超声振动车削和普通车削（CT）过程进行了对比研究。首先,研究了切削区域的Mises应力分布的变化;其次,对切削区域温度和微观切屑形态进行了分析,从微观层面揭示UVT方法降低切削力和切削温度的机理;最后,分别研究了刀具振动频率、振幅和切削速度对UVT平均切削力的影响。研究表明：超声振动车削的有限元仿真结果与“刀具 工件接触比理论”一致;在一定的范围内,增大刀具振动频率或振幅以及降低切削速度的方法可以有效降低切削力。文中的研究显示合理的选择超声振动车削工艺参数可以降低切削力,改善高强度铝合金的制造工艺。     

凸轮磨削数控程序的设计

本文叙述了几种由不同数学函数描述的凸轮型面的数控磨削方法。它们可以是外型面,也可以是内型面的。对于因砂轮直径偏差(刀具)或者被磨削型面基圆偏差(工件)所引起的加工误差也作了分析。最后提出一种采用对分试算法计算刀具轨迹的新方法,可简化数控编程计算问题。     

基于AdvantEdge的表面微织构刀具切削性能仿真研究

表面微织构的刀具与无微织构刀具的切削性能不同，为了研究前刀面带有沟槽微织构的硬质合金刀具的切削性能，通过三维绘图软件绘制织构刀具的二维简化图导入AdvantEdge 中，利用有限元软件AdvantEdge构建切削过程的二维仿真模型，在相同条件下，运用单一变量法对微织构和无微织构刀具进行二维切削仿真，通过对比发现织构刀具在应力、切屑形态方面都有积极的改善作用，刀具表面微织构能够降低切削力、切削温度。     

螺纹的数控切削工艺研究

探讨了螺纹的数控加工工艺，阐述了切削用量选择、走刀方式确定、数控程序编制等内容。     

编程切削封闭平面廓线时进退刀曲线的确定

在CNC机床上编程铣、磨削加工封闭平面廓线时,必须选择刀具进入切削和退出切削的合理曲线,从而保证廓线上进退刀点处的几何形状.本文提出用高阶密合曲线来实现这一目的.     

导电加热切削刀-工接触区的电传导模型及状态的研究

导电加热切削时,刀-工导电回路的状态与常规的电流回路有所不同。本文研究了导电加热切削刀-工接触区的电传导机理及特性,提出了刀-工接触区的一个电传导物理模型,分析了加热电流回路的动态特性,讨论了导电加热切削过程中的电物理现象。这对于研究导电加热切削的切削加工机理、刀具磨损机理和电热特性以及对导电加热切削实行状态控制将具有一定的指导意义。     

低频振动攻丝机的研制和使用效果分析

介绍一种新型的振动攻丝装置,从其工作原理、参数设计及使用效果等方面对该装置进行分析和讨论。     

基于ABAQUS的高速切削锯齿形切屑仿真

为了更好地研究在高速金属切削过程中出现的锯齿形切屑的形成机理,以ABAQUS/Explicit软件为平台,利用 有限元方法对AISI1045的高速切削过程进行了建模与仿真,建立了分离线模型,利用拉格朗日网格划分方法对模型进 行了网格划分,实现了仿真功能,获得了在锯齿形切屑形成的过程中,应力、温度、切削力和总能量随时间变化情况的数 据。在此基础上,以绝热剪切理论为基础分析了锯齿形切屑的形成机理。研究表明,在应力和温度图中,有明显的绝热 剪切带,说明了用绝热剪切理论分析高速切削塑性材料的可行性;锯齿形上升的总能量图说明了加工过程是一个有规律 的振动的过程;切削力的波动图说明了切削振动的频率过大。     

导电加热切削刀具磨损特性及刀具适应性的研究

本文研究了导电加热切削的刀具磨损特性,分析了导电加热切削的刀具磨损机理、电热特性以及刀具的适应性。     

基于切削温度分析的刀具磨损状态研究

为了解刀具在切削时的实际状况,课题组提出了基于切削温度的刀具状态实时监测的方案。[JP2]采用仿真与试验相结合相验证的方法,对刀具在新刀、早期磨损、严重磨损以及失效4种状态下的切削温度进行分析。通过试验采集刀具磨损及失效的温度信号数据,建立了基于最小模糊度的隶属度函数优化模型,用于诊断刀具加工过程中的磨损及失效状态。应用结果表明,该方法可以实现对刀具磨损及失效状态的实时监测,对提高机床的加工效率及加工精度具有重要意义。