氟金云母陶瓷车削中脆性材料切削热传导理论模型

通过分析可加工陶瓷切削温度变化规律,提出脆性材料在车削中存在着两个不同的温升阶段,反映了切削系统存在的热传导及热积累效应。根据热传导基本理论,建立以刀具-工件接触点为移动热源的脆性材料切削热传导理论模型,结合微元法量化脆性材料车削中的热量分配,采用能接近实际车削中温度场变化形式的镜像热源原理,求解脆性材料切削温度的二次跃迁值。用PCD(聚晶金刚石)刀具车削氟金云母陶瓷,进行切削验证实验,结果表明,脆性材料切削热传导理论模型能够较准确地求解切削温度的二次跃迁值,并反映陶瓷等脆性切削温度场的变化趋势。

二硅酸锂玻璃陶瓷车削加工切削温度试验研究

使用PCD、CBN、YG三种材质刀具,通过二硅酸锂玻璃陶瓷车削试验,研究了可加工陶瓷切削温度变化规律。设计了切削温度测试系统在线测量温度,以特征温度表征二硅酸锂玻璃可加工陶瓷切削热水平。结果表明,陶瓷材料车削过程中特征温度的变化取决于裂纹响应力而发生扩展的方式,刀具磨损是影响该方式的主要因素,并影响切削温度。这些因素共同作用,致使多次走刀后的特征温度升高,降低了工件的表面质量。

TC4铣削中超临界CO2混合油膜附水滴的冷却润滑性能

在干切削、超临界CO2(scCO2)以及scCO2与油膜附水滴(OoW)混合三种绿色切削方式下对钛合金进行了铣削试验。通过单因素试验分析了铣削参数和冷却润滑方式对切削力、切削温度、表面粗糙度的影响规律,研究了scCO2与OoW混合冷却方式在钛合金铣削中的冷却润滑性能。结果表明,三种冷却润滑方式下,随着切削速度、每齿进给量和径向切宽的增大,切削力和切削温度均呈现增大趋势;当切削速度进一步增大时,依据高速切削加工理论,切削力和温度有增长变缓和下降的趋势;不同加工参数下,相比干切削和scCO2,scCO2与微量油膜附水滴混合冷却方式能有效减小切削力和降低切削温度,并获得良好的加工表面,具有良好的冷却润滑性能。

车削玻璃陶瓷刀具磨损及表面粗糙度实验研究

以二硅酸锂玻璃陶瓷为加工对象,使用五种不同材质的刀具进行单因素车削实验。研究了不同材质对刀具体积磨损量及加工表面粗糙度的影响,并分析了刀具磨损形貌。实验结果表明,YG6刀具体积磨损量最大,PCD刀具硬度最大因此体积磨损量最小。YG6、YW1、YT14刀具的主要磨损形式是脆性剥落。刀具磨损改变了刀尖处的应力分布,玻璃陶瓷萌生更多裂纹。刀具磨损量越大,加工表面凹坑数目越多,粗糙度越大,表面质量越低。PCD刀具最适合车削玻璃陶瓷材料。

基于GA-BP算法的刀具磨损预测模型

通过氟金云母车削实验,测试了刀具体积磨损量,分析了刀具磨损量与切削参数的关系。利用GA-BP算法预测,通过最小二乘法进行数值拟合。建立刀具磨损量关于切削速度,进给速度,切削深度的一元模型,以可决系数检验模型精度,结果表明一元模型具有较高可靠性。在此基础上提出多元模型,利用遗传算法对多元模型进行求解并进行了实验验证,验证结果表明多元模型较为精确。

车削氟金云母陶瓷脆性破碎机理及表面粗糙度模型

基于脆性断裂力学和刀具-工件干涉原理,研究氟金云母陶瓷脆性破碎机理及表面成形机制,预测了脆性材料车削中的裂纹扩展角度与深度;建立氟金云母陶瓷车削表面粗糙度理论模型,用以评价精密车削陶瓷表面质量并提高加工效率.脆性材料车削表面粗糙度由几何干涉粗糙度和脆性崩碎粗糙度构成.刀具几何形状和进给量主要影响几何干涉粗糙度,工件力学性能、切削速度、切削深度和切削力主要影响脆性崩碎粗糙度.验证实验结果表明,氟金云母陶瓷车削表面粗糙度随切削速度的增大而减小,随进给量或切削深度的增大而增大.本模型的理论预测值与实验结果趋势一致,与传统的几何模型相比更接近实验值.