高速铣削淬火态高强钢的切削温度研究

采用单因素试验法研究了不同切削用量下高速铣削淬火态30CrNi2MoVA高强钢时切削温度随切削长度的变化规律及切削参数对切削温度的影响。结果表明:TiCN和Al2O3组合CVD涂层硬质合金刀具长时间铣削淬火态30CrNi2MoVA高强度钢时,在初期磨损阶段,切削温度增长速率较快,在稳定磨损阶段,切削温度增长速率较为平缓;在整个切削过程中切削温度均随切削速度、进给量及切削深度的增大而增大,其中切削速度影响最大,切削深度影响最小。

钻削碳纤维复合材料切削温度的仿真研究

为研究切削参数对钻削碳纤维增强复合材料的切削温度影响规律,基于ABAQUS有限元分析软件建立了T300碳纤维复合材料的钻削仿真模型,对钻削加工中切削温度的分布和特点进行了研究。基于正交试验法在不同切削参数下进行钻削仿真试验得到其切削温度,采用单因素试验法进行钻削加工仿真,得到钻削碳纤维增强复合材料时不同切削参数对钻孔切削温度的影响规律。结果表明:钻头切削刃刀尖处的温度远高于钻头边缘处的温度,钻头后刀面的切削温度高于钻头前刀面的切削温度。对切削温度影响最大的钻削参数为钻头直径,切削速度和进给量的影响次之;切削用量组合为钻头直径4mm、切削速度40m/min和进给量0.08mm/r时,切削温度最低;切削温度与钻头直径和切削速度呈正相关,切削温度与进给量呈负相关。

高效切削高强钢切削力和切削温度仿真研究

基于Abaqus有限元仿真软件建立切削30CrNi2MoVA高强钢的二维模型,研究切削力和切削温度随切削参数的变化规律。结果表明:高效切削30CrNi2MoVA高强钢时,切削力随切削速度的变化不明显,随切削深度的增加近乎直线增大;刀尖和前刀面的最高温度随切削速度和切削深度的增加而增大。

切削用量对高效铣削高强钢切削温度的影响研究

用涂层硬质合金刀具对30CrNi2MoVA高强钢进行单因素铣削试验,研究切削用量对切削温度的影响规律。结果表明:在切削用量选择范围内,高效铣削高强钢的切削温度随切削速度、进给量、轴向切深的增大而升高,进给量对切削温度的影响较小;轴向切深对切削温度影响较大,随轴向切深增大,温度升高明显;切削速度大于250 m/min时,切削温度升高明显。

正交切削中切屑温度分布的研究

为了获得比较切合实际的模型，假定切屑流向与剪切面成一定的角度，将几何条件加以简化并用红外测温仪测温。实际切屑温度分布表明这个假定模型是可行的。在研究模型中引人较为实际的边界条件可以得到相对满意的结果。

镍基高温合金高速铣削的切削热研究

介绍了基于量热法测量高速铣削镍基高温合金试验中切屑的热功率方法;通过测量切削力,研究了切削参数对切屑功率、切削功率以及切削热分配的影响.试验结果表明,切削功率和切屑功率都随着切削速度的增加而大幅增加;切屑所带走的热量比随切削速度的增加而增加,但比碳钢高速切削时小得多;每齿进给量对切削热分配的影响比较小.采用有限元软件Deform-2D提供的切削模块仿真了切削过程,并对切削热进行了仿真计算.仿真结果与试验得到的热量的变化趋势基本一致.

多根牙种植体初期稳定性的有限元分析

多根牙种植体的初期稳定性对种植成功率起着决定性的作用。以有限元分析为手段,将种植系统一阶共振频率和种植体微动值作为初期稳定性评价标准,研究骨质条件、接触部位和过盈量等参数对种植体初期稳定性的影响,结果表明:一阶共振频率和微动之间呈负相关,多根牙种植体与皮质骨部位的接触配合提供了主要的初期稳定性。在同种骨质中,随着过盈量的增加,初期稳定性不断增加,但后期其增长速度逐渐变得平缓。这为之后多根牙种植体的种植窝备孔提供了一定的理论依据.

碳钢高速车削中基于量热法的切削热分配

介绍了基于量热法的碳钢高速车削切削热在切屑、工件、刀具及环境中的量化分配.采用水作为收集切削热的媒介,通过自行设计的适配于高速车床的集屑容器以及分别收集工件和刀具热量的容器,在封闭式高速车削条件下测得各容器中水和承载物的温度变化,从而计算出传入切屑、工件、刀具及环境中的热量和总热量以及热流量.通过测量切削力和设定切削速度,得到主切削力的功率.将算出的总热流量与主切削力的功率相比较,评判用量热法测量切削热时的精确程度.

镶嵌固体润滑剂的自润滑刀具切削温度研究

在刀具前刀面月牙洼磨损区域加工装填MoS2固体润滑剂的微孔,制备了一种镶嵌固体润滑剂的自润滑刀具(SLT-1),并与前刀面有孔但无固体润滑剂的刀具(SLT-2)以及传统刀具(SLT-3)进行切削对比试验。用TH5104红外热像仪测试了3种刀具切削45号淬火钢的切削温度变化规律。结果表明:SLT-1自润滑刀具的切削温度明显降低,比传统刀具SLT-3降低15%～20%,SLT-2刀具比SLT-3降低5%～10%。通过切削温度理论分析表明,由于自润滑刀具SLT-1在前刀面形成润滑膜,降低了前刀面剪切应力以及减少了刀屑接触面积,使得切削温度显著降低。

基于有限元模拟的高速切削中切削热的研究

基于有限元分析软件DEFORM-2D建立了典型的正交切削模型,模拟分析后得到切屑厚度、刀—屑接触长度和X、Y方向切削分力等参数值;结合剪切面及前刀面接触区的平均温度和切削热解析法,研究了高速切削中切削热在切屑、工件和刀具部分的量化分配规律。

用解析法计算高速切削单涂层刀具瞬态温度分布

为研究涂层在切削中对刀具温度的影响,为设计刀具涂层提供理论依据,分析高速切削过程中切削热的产生和刀具边界情况,建立单涂层刀具热传导物理模型和数学模型,用数学解析的方法推导出正交高速干切削过程中单涂层刀具体内部的温度分布公式。利用推导出的温度公式对TiN、TiC、Al2O3涂层刀具的切削温度分布进行解析计算,并将解析计算结果与数值分析结果进行比较。结果表明,解析计算结果与数值计算结果吻合很好;涂层材料与基体材料的热物理性能以及涂层的厚度对刀具的温升有重要影响;随着热流密度的增加,涂层厚度对刀具内部的温度影响增大。

PCD刀具高速车削和铣削钛基复合材料的切削温度研究

使用聚晶金刚石刀具,在切削速度为15-150m/min范围内对体分比为0-10%的颗粒增强及颗粒/晶须混合增强钛基复合材料进行车削和铣削试验。分别采用自然热电偶和半自然夹丝热电偶法对车削和铣削时的切削热电势进行了测量,并用比较法快速标定系统对热电势进行了标定。结果表明:PCD刀具切削钛基复合材料时,切削温度随切削速度的增加而显著增加,切削速度从15m/min增大到150m/min时,切削温度从260℃增加到590℃。研究发现,刀具磨损对切削温度存在显著影响,磨损刀具(VB=0.1mm)比新刀的切削温度普遍高60-90℃。切削体分比为5%钛基复合材料时的温度高于其基体材料(钛合金TC4)的切削温度,但随增强相含量的进一步增大,切削温度反而略有降低(降低5%)。由于PCD刀具在较高速度下切削钛基复合材料时切削温度接近或超过PCD刀具在空气中的使用温度,切削过程中刀具会发生明显的化学磨损,从而在前刀面形成显著的月牙洼磨损形态。

涂层刀具切削温度研究现状

分析了切削热的产生和切削热在加工过程中的影响,总结了研究涂层刀具切削温度的模型和方法,对涂层刀具切削温度研究的各种理论和实验进行了综述。有限元分析结果表明目前对于三层涂层及三层以上涂层刀具的理论分析与实验值比较吻合。指出涂层结构、涂层材料以及工件材料等都对切削温度有影响。

一种借助有限元传热仿真的刀尖点切削温度精确测量方法

切削热是金属切削加工中的重要物理现象,特别是刀尖点温度对于切削研究具有重要的参考价值,但是现有的切削温度测量方法很难实现对刀尖点切削温度的精确测量。本文提出一种人工热电偶法和有限元传热仿真相结合测量车削刀尖点温度的方法,并利用专业切削仿真软件进行验证。研究表明这种方法准确可靠,为研究车削过程刀尖点温度提供了新的测量方法。

不同条件下的正交切削温度场的数值分析

建立正交切削加工过程中的传热数学模型,基于Lagrange描述法和有限元法对正交切削的温度场进行数值计算,应用Deform有限元分析软件对不同加工材料、不同切削前角以及不同切削参数下的切削过程进行仿真,得出影响温度场的变化规律。研究结果表明,切削过程的热量主要由材料的塑性变形和切屑与刀具的摩擦产生的,在不改变材料属性的前提下,通过调整切削参数和刀具的形状来降低切削过程的温度,并给出具体刀具前角大小的温度影响分布曲线,为切削加工过程的优化提供参考依据。

超声振动辅助端面磨削表面温度场研究

对Nd-Fe-B烧结永磁材料恒压力径向振动辅助端面磨削的温度场进行研究.分析了恒压力振动磨削过程中磨削力和磨削速度的特点;完成了磨削表面温度场的理论计算和实验验证,发现恒压力振动辅助端面磨削时温度比相同条件下无超声振动时有所上升,并指出了发生这种现象的几个主要原因.通过对磨削温度场的研究可以在获得满意加工效果的同时,控制磨削烧伤的发生,进而充分发挥复合加工技术的优点.

双头超声骨刀切削产热的有限元分析

提出了一种基于ABAQUS有限元软件的双头超声骨刀切削温度场仿真模型,介绍了从建模到有限元处理的完整过程.根据仿真结果,可以得到伴随着切削进行,骨块内牙窝温度的变化过程.结果表明发热区域主要分布在刀头的四个区域.对四个区域进行进一步的温度统计找到了骨刀切削时最高温度出现的位置.对多根种植体备孔所需的双头超声骨刀冷却水道设计有一定的指导作用.

半人工热电偶瞬态切削温度测量装置

介绍一种在工件上布设半人工热电偶的瞬态切削温度测量装置。该装置采用单极热电偶丝同工件自身组成热电偶。切削过程中测温时，可消除普通热电偶因被动感受环境温度而产生的滞后，在升温速度达２０℃／ＵＳ时仍能得到满意的测量结果。

热管铣刀散热基本结构的优化

为提高热管铣刀的散热效果,借鉴以往热管刀具散热结构的研究成果,建立热管铣刀散热基本结构,然后对该结构进行刀具散热性能的优化.通过铣削测温实验评价各种结构的优劣,获得热管铣刀的散热优化结构.基于该优化结构设计并制造出散热性能优良的热管铣刀,并通过切削测温实验验证该优化结构的有效性.切削区温度场反求的结果表明:经散热基本结构优化的热管铣刀,其散热性能有效提高;在某工艺条件下,相比普通铣刀,热管铣刀切削区的温降达35℃以上.

基于Fluent的涂层刀具切削热传导研究

切削过程中,第二变形区刀具前刀面和切屑底部摩擦产生的热量通过刀—屑接触面流入到刀具体中,进而引起刀具温度的升高,过高的刀具温度会降低刀具强度,缩短刀具寿命。本文基于Fluent固体能量方程构建刀—屑接触面传热有限元模型,探讨涂层刀具在切削H13淬硬模具钢时涂层材料、涂层厚度和刀—屑实际接触面积对刀—屑接触面传热的影响规律。研究结果表明:在相同的刀—屑接触面温度和相同的涂层厚度条件下,Al2O3涂层对切削热传导的阻碍作用最为明显;涂层越厚,则刀—屑接触面处温差越大,较厚的刀具涂层能够有效降低刀具体内温度;刀—屑的不完全接触对刀—屑接触面处的热传导影响较大,随着刀—屑实际接触面积的减少,刀—屑接触面处的温差逐渐增加,减小刀—屑实际接触面积有利于降低刀具体内温度。