应用型本科院校《金属切削机床》课程教学方法探讨

金属切削机床是机械制造业主要加工设备,是机械类专业基础专业课程。基于金属切削机床课程内容繁多、知识抽象、教学方式单一等现状,提出重构课程内容优化考核机制,构建线上+线下学习平台,引进校企导师和培养校内双能型教师,增设工程实践教学案例等课程探索性改进措施,从而提高学生学习积极性和工程实践能力。旨在提高应用型本科院校金属切机床课程教学效果。

《金属切削原理与刀具》课程教学现状及改革措施

本文结合课程组长年从事金属切削原理与刀具课程的教学工作,对该课程的目前课堂气氛沉默、文学元素湮没、实践经历贫乏、考核方式单一等教学现状进行梳理,通过重构课程内容、丰富教学活动、开发教学资源、强化实践方式、多元教学评价等措施进行教学模式的改革和创新,从而有效调动学生主动学习热情,促进课程教学效果与质量的提高。

环保型环烷基油金属切削液的开发与应用

采用环烷基原油,通过加氢处理-临氢降凝-补充精制三段式高压加氢技术制备出含芳烃环烷基润滑油基础油,以低毒或无毒成分代替传统切削液中的有害物质,制得环保型环烷基油金属切削液,对其综合性能进行了评价。结果表明:所制环烷基基础油的40℃运动黏度为23.09 mm^(2)/s,芳碳(CA)、环烷碳(CN),链烷碳(CP)质量分数依次为7.4%,46.5%,46.1%;金属切削液最优配制方案中基础油质量分数为30%,配制的切削液综合性能指标和禁用物质含量指标均符合国家标准,使用中切削液外观保持均匀状态,未出现分层或表面漂浮油花的现象。

水基金属切削液添加剂的研究进展

综述了近年来国内外水基金属切削液的发展概况及研究进展。

新工科建设背景下金属切削机床课程教学改革创新思考

新工科建设背景下,课程设计对实践的重视程度大大增加,让学生能够通过实践学习,鼓励学生创业,使学生能够支持新的产业,甚至创建新的产业。金属切削机床课程作为重要的培训课程,其教学如何改革创新,提高学生的操作掌握熟练程度,成为机械工程及其自动化专业研究的重中之重。分析表明,传统的金属切削机床课程存在教学方法有限、实践相关性有限、学习效果评估全面性有限等教学问题。文章就以上问题如何进行改革创新,确保金属切削机床课程教学的有效性展开讨论。

“金属切削原理与刀具”课程教学改革研究

随着民办应用型本科的飞速发展,“金属切削原理与刀具”作为机械专业应用性很强的核心课程,必须与时俱进,进行教学改革。文章根据机械加工行业对于加工型人才的需要特点,结合“金属切削原理与刀具”课程的自身特点,总结现有教学过程中存在的问题,主要包含课程讲授、实践、考核方式等方面,提出一些改革教学模式的方案,主要是在授课方式、授课模式,课程评价体系进行完善,针对提出的教学方案进行教学案例分析。

信息化教学改革与探究——以《金属切削原理与刀具》课程为例

基于职业院校的《金属切削原理与刀具》课程,开展了融合信息化技术的教改探索,通过便捷、广泛和开放的线上学习途径,实现一体化教学模式;通过借助网络化的微知识库教学平台,提高学生对课程中抽象知识点和技能点的学习,提升了学生的学习效果。

金属切削原理与刀具课程的改革与建设

“金属切削原理与刀具”是高等工程专科学校机制专业的一门主干课。搞好本课程的教学对后继专业课的教学,对完成助理工程师的基本训练,对培养学生独立工作能力有重要作用。但以往高工专对本课程的教学,无论是教学思想、体系、内容和方法,都以本科为模式,教材用的也是本科的,成为“本科压缩型”,未能体现专科特点。课程负担重,理论脱离实际。

金属切削变形本构方程的研究

金属切削过程的本构关系与应变、应变率、温度等多种因素有关,建立切削变形区内工件材料的本构方程是研究切削变形的关键。本文在文献综述的基础上,首先给出金属切削本构方程的试验研究方法,然后给出金属切削工件材料的典型本构方程,并给出Usui本构方程中不同工件材料的特性系数,以及同一工件材料AISI52100(HRC62)的不同本构方程。经对比分析可见,金属切削过程中变形区内的应力—应变关系除与试验方法、切削条件有关外,还与工件材料的组分和微观晶格结构密切相关。本文最后分析了金属切削变形本构方程研究中存在的问题,并指出发展趋势。

基于ANSYS/LS-DYNA的金属切削过程有限元模拟

利用ANSYS/LS-DYNA进行了金属切削过程的模拟研究,模拟了切屑的形成过程,得到了变形区应力和应变分布,并研究了残余应力和切削力的变化。模拟结果表明,在第1变形区和第2变形区,应力、应变较大,且较集中,前刀面的最大应变出现在距刀尖一定距离的地方;在切削过程中,切削力逐渐增大,最后保持在某一个值附近波动,达到稳定状态;在加工表面上存在着残余应力和残余应变,且残余应力和残余应变随着与刀尖和已加工表面之间距离的增大而减小。

二维金属切削过程的数值模拟

本文基于数值模拟技术,借助于有限元软件成功地模拟了二维金属切削过程中切屑形成及切削区应力、应变变化的过程,计算出了剪切角及切削起始阶段切削力的变化,并通过实验验证了这一规律的正确性。该方法新颖、独特,从而为金属切削理论研究和刀具产品开发领域中提出一种更为有效、更为可靠的研究方法。

基于LS-DYNA的金属切削加工有限元分析

采用有限元法对金属的切削加工过程进行了模拟,得出了工件内部应力、应变及温度的变化规律.模拟结果表明,切屑是切削层材料受到刀具前刀面的推挤,沿某一斜面发生剪切滑移形成的;切削进入稳定阶段后,材料的最大等效应力保持在某一值附近波动;钝圆半径的挤压导致成形表面产生残余应力;切削热主要集中在切屑上,切屑温度从切屑底层到外层逐渐递减.该方法弥补了实验方法冗繁的缺点,为金属切削原理的研究、切削加工工艺的设计提供了高效的方法和理论依据.

基于FEM与SPH耦合算法的金属切削仿真研究

采用FEM与SPH耦合算法进行了金属切削加工仿真研究,模拟了切削过程中材料的本构行为.模拟结果表明,切削过程是切削层材料受到刀具的推挤后而产生的以剪切滑移为主的塑性变形过程;在切削过程中,切削力从零开始迅速增大,然后又减小,最后在一定范围内变动;稳定切削后,前刀面上的最大等效应力在距离切削刃一定距离处上下波动。与有限元仿真结果相比较,材料的变形情况与应力分布基本相符,验证了FEM与SPH耦合算法应用于金属切削仿真研究的可靠性。

金属切削加工中航空铝合金板材的本构模型

针对金属切削加工中材料的高温度、高应变、高应变率数据难以获取,无法建立动态本构模型这一技术难题,提出基于有限元模拟和“单因素”流动应力公式计算的联合建模策略。由“单因素”流动应力公式反复计算与模拟应变率对应的流动应力,基于新的流动应力有限元模拟迭代的进行并追求模拟值与实验结果的一致,获取能反映切削材料力学性能的“三高”数据和流动应力数据。数据分析表明,应变率对流动应力具有强化作用,温度对流动应力具有弱化作用,稳态变形后,各应力—应变曲线都变为一条趋于与应变坐标轴平行的直线。根据影响规律选取Zerilli Armstrong经验模型,采用非线性回归分析建立起航空铝合金板材在铣削加工中的动态本构模型。最后进行实验验证,证明了该本构模型的正确性。

金属切削机床切削噪声的动力学研究

根据切削噪声试验结果，提出在强烈切削振动情况下，切削噪声与刀具主切削力方向的振动在时域中具有极强的相关性，在频域中具有极大的频率结构相似性，并进而提出了稳态切削噪声与动态切削噪声的概念，解释了切削噪声发声的物理机理。本文还采用倒谱剔除观测切削噪声信号中的回声信号，以分析原始切削噪声的频率结构；并将切削振动作为主要输入、切削噪声作为输出，采用二维ＡＲＭＡＶ模型辨识切削噪声发声系统，辨识结果描述了发声系统对切削振动的传输关系，并能较好地解释原始切削噪声的主要频率成分的来源与传输。

金属切削加工切屑形状参数的量化计算

分析金属切削加工中切屑形成及变形规律 ,确定主要影响因素 ,建立数学模型 ,对切屑形状参数进行量化计算 ,为切削加工过程仿真提供依据。

金属切削机床主轴运动误差影响的数学分析

在研究金属切削机床加工误差的基础上 ,针对机床主轴回转运动误差中的径向跳动误差、角度摆动误差和轴向窜动误差 ,以车床和镗床主轴为例 ,建立了主轴回转运动误差数学分析模型 ,从数学几何角度分别对上述主轴回转运动误差造成的加工精度影响结果进行了定量分析 ,并推导出了由此产生的各类加工几何误差不同的数学表达式。

金属切削刀具虚拟设计方法初探

采用可视化数值模拟方法 ,借助于大型通用有限元软件ANSYS ,成功模拟出了金属切削过程中刀具所受应力的变化及剪切角形成过程 ,并以刀具前角为变量进行了一系列计算 ,验证了刀具前角与剪切角之间的变化关系。

金属切削数据库建造技术研究

提出由切削用量库、刀具几何角度库、切削液库和单位切削功率库基本构成金属切削数据库，给出了它们的关系模式。由切削参数编码的特征位合成切削用量库关键字，即构成切削数据编码。按切削深度规范化存贮切削数据，并给出切削用量插值计算式。由切削数学模型的系数和指数，以及不同切削条件的修正系数建立浓缩型切削数据库，这类数据可实现切削数据优化。运用金属切削理论与经验等领域深层知识建立刀具材料选择专家系统，它作为一个子系统由切削数据库系统调用，通过正反向混合推理，可为切削新型金属材料推荐合适的刀具材料牌号。

基于神经网络的金属切削毛刺专家系统的研究及应用

机械加工中毛刺的形成与存在影响、制约着精密与超精密加工和自动化加工技术的发展。基于神经网络理论,构建并开发了金属切削毛刺专家系统(Ujs),通过对神经网络的设计,并作为推理机制,以数据库为训练样本,建立了毛刺形态、尺寸与切削条件之间的映射模型,应用于金属切削毛刺的控制及预报。结合车削实验,比较了系统预报结果与实验结果,取得了较好的吻合。神经网络专家系统的建立为解决毛刺预报与控制提供了一条有效的途径。