刀具前角对超声复合加工成形切屑组织与性能的影响

超细晶纯铜作为重要的基础材料和功能材料成为当前金属材料的研究热点,本工作在大应变挤压-切削法(Large strain extrusion machining,LSEM)的基础上提出超声复合切削法(Ultrasonic compound cutting,UCC)来制备超细晶纯铜。超声复合切削中刀具前角是影响切屑应变、晶粒尺寸、位错密度及性能的关键要素,为了研究刀具前角对纯铜切屑组织和性能的影响,基于ABAQUS软件建立超声复合切削三维有限元模型,分析切削变形区等效应变、等效应变率和切削温度的变化;设计单因素试验,分析刀具前角和超声振动对切屑微观组织、位错密度和显微硬度的影响。结果表明:随着刀具前角的增加,等效应变和切削温度逐渐减小,等效应变率会先增大后减小。与LSEM切屑相比,加入超声振动后切屑晶粒细化程度和位错密度均提高,硬度增加5%。当刀具前角为30°时,切屑晶粒由粗晶细化至亚微米级拉长晶,宏观硬度从基体的92.5HV提高至131.8HV;当刀具前角为15°时,晶粒进一步细化为等轴细晶,位错密度为1.14×10^(13)m^(-2),硬度提高至184.3HV,此时纯铜切屑的硬度符合Hall-Petch关系。

刀具前角与切削深度影响木塑复合材料切削性能试验研究

木塑复合材料是一种具有优异的力学性能且环保的材料,但木塑复合材料在二次加工过程中,由于切削参数的不同致使加工质量有所不同,为研究它们之间的规律,以聚乙烯基木塑复合材料为试验材料,通过建立线性回归模型与方差分析,研究切削参数与切削性能之间的关系。研究结果表明:切削力表面粗糙度Ra随着刀具角度的增大而呈现下降趋势,随着切削深度的增大而逐渐增大,方差分析表明:刀具前角γ和切削深度h对切削力影响非常显著,且切削深度h>刀具前角γ;刀具前角γ、切削深度h和二次项(h^(2))对表面粗糙度Ra的影响非常显著,且刀具前角γ>切削深度h。在木塑复合材料精加工过程中,可以通过较大的刀具前角和低切削深度产生更好的表面质量,继而提高加工效率。

刀具前角对木塑复合材料加工表面质量的影响

木塑复合材料(WPC)是一种可重复使用的新型环保材料,在其二次加工过程中,表面易出现凹坑、凸起和波纹,致使表面质量差。本文通过分析WPC加工过程中切削力、切削温度和表面粗糙度,研究了刀具前角和每齿进给量对WPC已加工表面质量的影响。结果表明,随着刀具前角的增大,切向切削力Fx和径向切削力Fy、切削温度逐渐减小,表面粗糙度值逐渐降低,提高了已加工工件表面质量。切向切削力Fx和径向切削力Fy随着每齿进给量的增大而增大,切削温度和表面粗糙度值随着每齿进给量的增大而降低。在高切削力和低切削温度情况下,已加工工件表面质量更优,但同时也出现了能耗高的问题,通过对切削参数的调整来改善以上的问题,对WPC的二次加工提供理论依据指导。

刀具前角对聚晶金刚石刀具磨损过程的影响

为了研究刀具前角对聚晶金刚石刀具磨损过程的影响,采用两种不同前角的聚晶金刚石刀具进行各向同性热解石墨切削加工试验,对刀具磨损过程、磨损机理和表面加工质量进行了分析对比研究。通过对试验结果的研究分析表明:两种不同前角的聚晶金刚石刀具磨损都主要发生在后刀面,切削刃都出现了崩刃现象。刀具磨损区域都出现了平行沟槽式的磨损形貌,但是出现的时间存在明显差异。磨粒磨损是这两种不同前角的聚晶金刚石刀具的主要磨损机理,前角为5°的聚晶金刚石的磨损机理还包括冲蚀磨损。与前角为5°的聚晶金刚石刀具相比,前角为-20°的聚晶金刚石刀具具有较好切削加工性能。

15种阔叶树材中切削厚度、刀具前角和木材含水率对切削阻力的影响

１５种阔叶树材切削厚度、刀具前角和木材含水率对切削阻力的影响进行了研究。针叶树材不同树种中此三因素对切削阻力影响的规律，在阔叶树材中有相似表现。在气干到充分吸湿阶段中，含水率对切削阻力影响的趋势在针叶材和阔叶材中有所不同。

11种针叶树材的切削厚度、刀具前角和木材含水率对切削阻力影响的研究

对11种针叶树材在0-90、90-0和90-90三个切削方向的高速直角自由切削的试验研究表明:1)切削厚度、刀具前角和木材含水率对主切削力影响的基本趋势,各树种基本一致,但定量考察有一定的差异;2)三因素影响的阻力比值R_t、R_a和R_w在不同树种中变异不大;3)三因素对切削阻力的影响存在一定的交互作用,在不同切削方向,情况有所不同。

柠条剪断力与刀具前角之间关系的研究

设计了前角分别为30°、40°、45°、50°、60°、70°的切刀,对含水率为55%左右,直径为10、11、12、13、14、15mm的鲜柠条进行了剪切实验,分析了刀具前角对柠条剪切力的影响。结果表明,相同直径的柠条剪断力平均值有随刀具角度增大而增大的趋势,相同前角的刀具剪切柠条时,剪断力平均值有随柠条直径的增大而增大的趋势。

刀具前角对高温合金GH4169高速切削过程影响

为改善难加工材料高温合金GH4169切削加工效率,研究了刀具前角对高温合金GH4169切削过程的影响规律。结果表明,刀具前角有利于改变切屑和刀具的接触距离,随着刀具前角的增大,切削力和切削温度不断降低。随着刀具切削的接触长度变短,刀具磨损率不断降低,刀具耐用度提高。

刀具前角对切削加工振动的影响（英文）

对机械加工中刀具前角对切削加工振动的影响进行了系统的实验研究和相应的理论分析，结果表明：随着刀具前角增加切削加工振动的振幅逐渐减小．当刀具前角γ０ ＜ ０°时，最大振幅产生在Ｖ＝ ５０～７０ｍ ／ｍ ｉｎ；而当γ０ ≥０°时，最大振幅产生在Ｖ＝ １６０～１８０ｍ ／ｍ ｉｎ．

刀具前角对切屑形成过程影响的试验研究

在HY-025高精度专用车床上,采用不同前角的硬质合金刀具进行薄切削铝合金试验,通过NACE-10型高速摄影机发现:随着刀具前角增大,切屑的卷曲变形程度逐渐降低,切屑的流动方向朝已加工过的表面偏转,切屑从产生到断裂的时间变长.研究表明当前角γ=10°时,切屑的变形和流向比较合理,有利于降低已加工表面的粗糙度.

主轴转速和刀具前角对木塑复合材料切削性能的影响

木塑复合材料(WPC)是一种具有良好力学性能且环保的材料。以试验为基础,研究铣削过程中主轴转速和铣削刀具前角对木塑复合材料切削力和表面粗糙度的影响。采用单齿硬质合金铣刀对木塑复合材料进行铣削加工试验,主轴转速(8 000,9 000,10 000和11 000 r/min)和刀具前角(2°,6°和10°)为变量,平均切削厚度为定值,采集切削过程中的切削力值和加工后的表面粗糙度值,对其影响进行分析。切削合力随着主轴转速的增加而降低,表面粗糙度随着主轴转速的增加而增大;切削合力与表面粗糙度均随着刀具前角的增加而减小。刀具前角6°、主轴转速为8 000~11 000 r/min时,切削分力F_(x)、F_(y)以及切削合力F_(r)均随着转速升高而降低,表面粗糙度随转速增加而增加;从单因素分析可知,在显著性水平0.05下,主轴转速对切削合力影响显著,对表面粗糙度影响并不显著,建立切削合力与主轴转速回归方程:F_(r)=95.983-0.005n。在实际生产中,可以通过提高转速和刀具前角,来保证加工质量和提高加工效率。

切削速度及刀具前角对加工振动影响的探讨

本文对金属切削中不同切削速度情况下刀具前角对切削振动的影响做了大量的实验,并进行了相应的理论分析。其结果表明:随着刀具前角的增加,切削加工振动的振幅逐渐减小:当刀具前角γ_0<0°时,其单向最大振幅发生在v=50～70m/min,当γ_0≥0°时,其单向最大振幅发生在v=160～180m/min。同时还对高速精加工时如何避开振幅最大区域,确保加工质量问题提出了防范措施。

刀具前角和切削深度对木塑复合材料切削性能的影响

采用硬质合金刀具切削2种木塑复合材料(聚乙烯与木粉的质量比,试材A为6∶4,试材B为3∶7),研究刀具前角(2°、6°和10°)和切削深度(0.5、1.0和1.5 mm)对试材切削力、切削温度和表面粗糙度的影响。结果表明:随着刀具前角从2°增大到10°,试材A的切削力、切削温度以及表面粗糙度,在精加工时(切削深度为0.5 mm)分别降低了约41%、12%和17%;在粗加工时(切削深度为1.5 mm)分别降低了约28%、21%和13%;随着切削深度从0.5 mm增加到1.5 mm(刀具前角为2°时),试材A的切削力、切削温度以及表面粗糙度分别提高了约55%、17%和26%;试材B的变化趋势与试材A一致。实际生产时,建议在粗加工过程中,适当增大切削深度,来提高生产效率;但在精加工过程中,建议增大刀具前角并选取较小的切削深度,以此来提高木塑复合材料的表面加工质量。

刀具前角对单晶硅超精密加工表面质量的影响

为了解决单晶硅加工表面质量各向异性的问题,应用分子动力学方法研究刀具前角对单晶硅加工表面质量的影响。建立4种调整前角的切削模型,分析单晶硅相变、应力、切削力和摩擦系数。切削单晶硅(111)[-211]晶向的结果表明,负前角并不是越大越好。刀具前角调整到-20°时,产生的具有5、6配位数的硅原子数最少,亚表面损伤程度最低,此时的静压峰值也是最小的。通过调整切削前角,刀具产生最适静应力,从而控制高压相变的发生,实现对加工表面各向异性的消减。

刀具前角对超细晶纯铜组织与性能的影响

利用不同前角刀具对纯铜材料进行了大应变挤出切削加工,并将制备的超细晶纯铜切屑在不同温度下进行退火处理。通过金相显微观察、扫描电镜观察和维氏硬度检测等手段,分析了材料在变形前后及热处理前后的微观结构和性能变化。结果表明：30°前角刀具加工时,纯铜材料晶粒已明显细化,由大约100μm粗晶细化至亚微米级拉长晶,并且宏观硬度从基体的85 HV0.05提升至135 HV0.05;而10°刀具加工时,晶粒进一步细化为等轴细晶,甚至出现部分纳米晶,硬度也进一步提升至150 HV0.05。同时,前角越小,开始再结晶温度越低,再结晶完成时晶粒越小,硬度值越高;此外,无论10°还是30°刀具加工,超细晶纯铜材料均可在240℃下保持良好的热稳定性。

现实情况下刀具的实际前角、后角

本文阐述刀具前角、后角的功能及其由于安装误差导致的实际前角、后角的变化,以及应对方法。以实例分析刀具前角、后角随主切削速度、进给速度的变化及其影响和解决方法。

铣刀前角和切削参数对中密度纤维板表面粗糙度的影响

通过分析金刚石刀具前角和切削参数对中密度纤维板表面粗糙度的影响,结果表明:随着刀具前角的增大,切削质量改善;而随着每齿进给量或铣削深度的增大,切削质量均变差;对加工表面粗糙度影响最大的是每齿进给量,其次为铣削深度和刀具前角。在刀具前角12°,每齿进给量0.5 mm,铣削深度1 mm的最优参数组合时,MDF的平均表面粗糙度较低,为3.82μm。

刀具角度对杨木刨片和刨花板性能的影响

以不同角度刀具切制杨木刨片,并制成大片刨花板,对刨片的流变和强度性能及刨花板性能进行了测定和研究。主要结果是:(1)采用较大前角刀具所切出的刨片的流变和强度性能较好,刨花板平面抗拉强度有显著提高,抗弯强度亦有改善;(2)微斜面可在不显著影响刨片和刨花板性能的条件下增强刀刃,为进一步采用更大的前角提供了可能性。

金属切削刀具工作角度的数学解析

金属切削刀具的工作角度,是指刀具在工作基准系中确定的角度.以往求解时,均只考虑了进给运动的两种特例———单纯的横向进给和纵向进给,对于二者同时存在的情况却没提及.从考虑两种进给运动的空间曲线入手,利用数学解析的方法,求得刀具工作角度的计算公式.