基于ABAQUS的导电切削GCr15切削温度研究

为了研究GCr15钢在导电加热条件下的切削温度,利用ABAQUS软件对GCr15钢的导电加热切削过程进行有限元仿真,建立有限元模型,研究了加热电阻通以加热电流产生的焦耳热、工件在外力作用下的弹塑性变形产热以及刀-屑摩擦产热引起工件材料的温升变化;利用有限元仿真模型分别对刀具前角、切削速度及切削深度进行单因素试验,研究三者对切削温度的影响。结果表明:当刀具前角增加时,刀具前角与切削温度呈负相关;当切削速度和切削深度分别增加时,两者均与切削温度呈正相关。

基于DEFORM的导电切削GCr15主切削力研究

为了降低切削高强度高硬度难加工材料时的切削力,减少加工区域内的温升和刀具磨损,通过YT726刀具导电加热切削GCr15钢仿真实验,采用DEFORM-3D有限元计算和回归分析的方法,研究背吃刀量、切削速度、进给量和加热电流之间的相互关系,提出YT726切削GCr15钢的主切削力的计算公式。试验结果表明:主切削力与切削速度、进给量、背吃刀量呈正相关性,与切削温度呈负相关性,当加热电流大于一定量值后主切削力与加热电流也成负相关,即随着加热电流的增加主切削力降低。

绿色切削的导电加热切削加工新工艺

根据绿色制造在人类社会可持续发展中的基础性作用,分析和研究了绿色切削技术及其功能目标,重点介绍干切削中的导电加热切削方式的原理及应用。

导电加热切削有限元仿真及试验研究

正交回归试验建立的导电加热切削加热电阻经验公式表明,加热电流对加热电阻的影响最大。利用加热电阻经验公式进行了有限元分析,归纳出加热电阻焦耳热产生温升的经验公式。结合三维切削模型和Umbrello本构方程,对导电加热切削的切削力和温度场进行了三维有限元仿真及试验验证。加热电流I≥160A时可以得到较小的切削力;切削变形区的切屑处温度最高;最佳切削温度对应的最佳加热电流为168～190A。

导电加热切削切削区加热电阻模型及试验分析

分析现有一种加热电阻模型的不合理性,针对切削区的变形特点,提出一种符合实际变形情况的加热电阻模型,从理论上建立该电阻三个组成部分与刀具角度、切削用量、变形系数等计算公式。根据加热回路的特点,提出一种对加热电阻的精确检测方法,结果表明,此电阻随切削深度、进给量的增大而减小,而随切削速度的增大而增大,验证了理论分析,进而建立了该电阻和切削用量三要素的经验公式。通过对加热电阻的检测可以判断切削用量的变化状况,进而实现对加热电流的自动调整。最后指出,在加热电阻的三个组成部分中,材料电阻和扩展电阻对改善材料的切削加工性起关键作用,而刀—屑接触电阻则会加剧前刀面的磨损。

导电加热切削灭弧控制技术的研究

针对导电加热切削应用中存在的关键技术——灭弧控制技术，比较了国内外以往采用的灭弧保护措施，提出了采用刀具两端瞬态过电压脉冲信号触发控制逆变开关电源关断，以实现灭弧控制的新方法。本项目受国家自然科学基金资助。

导电加热切削中切削区加热电阻的检测及特性

定义了导电加热切削中加热电阻的结构及所在区域,根据加热回路的特点,提出了一种精确检测加热电阻的方法,有效排除了回路电感和电缆电阻等因素的影响.在此基础上通过实验研究了切削深度、进给量和切削速度对加热电阻的影响,并建立了相应的经验公式.基于加热电阻和切削用量的关系,分析了切削用量的变化对加热功率的影响,并提出通过对加热电阻的检测来判断切削用量的变化状况,进而实现对加热电流的自动调整,并用实验进行了验证.

导电加热切削对加工表面质量的影响

为在导电加热切削中获得最佳加工表面质量，对加热电流与切削用量的关系进行了试验研究，并对最佳加热电流的概念进行了分析讨论。

导电加热切削切削区加热电阻和切削用量的关系研究

提出了导电加热切削切削区加热电阻的组成及其测量方法 ,并对它和切削用量的关系进行了研究和分析 ,指出切削区加热电阻能作为切削状态的识别参量 。

淬硬钢的导电加热切削实验研究

采用导电加热切削方法对淬硬GCr15轴承钢进行切削试验,分析这种加工方法的可行性,研究了切削量对表面粗糙度的影响规律。研究结果表明:导电加热切削能有效切削淬硬钢,显著降低表面粗糙度值;在较优的切削用量下,表面粗糙度可达到Ra0.25μm。

导电加热切削加热电阻特性研究

导电加热切削是通过切削区加热电阻产生的焦耳热,软化被加工材料而改善材料的切削加工性能。在对加热电阻三维建模的基础上,提出加热电阻由金属材料电阻和收缩电阻组成。通过正交回归试验,得到加热电阻的经验公式,证明加热电阻随转速、加热电流的增大而增大,随进给量、切削深度的增大而减小。通过方差分析和验证实验对所建立的加热电阻经验公式进行验证,结果表明各加工参数中加热电流对加热电阻的影响最大,进给量对加热电阻的影响最小。

导电加热切削技术综述

介绍了导电加热切削技术的研究概况、存在问题及解决方法，并指出其应用研究的主要发展方向。

导电加热切削最佳加热电流的确定

对导电加热切削的最佳温度及最佳加热电流进行了分析,在用刀具耐用度确定最佳加热电流方法基础上,提出一种基于最佳切削温度守恒定律以确定最佳加热电流的新方法,该方法可迅速确定不同切削条件下的最佳加热电流,为导电加热切削过程提供了优化控制依据。

导电加热切削过程适应控制技术研究

介绍了一种微机控制的导电加热切削过程适应控制系统，该系统较好的解决了导电加热切削过程电热参数适应调整问题，对提高导电加热切削的效果，获得较好的加工表面质量有重要意义。

导电加热切削最佳加热电流数据库及其插值算法

建立了一个导电加热切削最佳加热电流数据库，并将插值算法应用到该数据库中。

导电加热切削模糊控制系统研究

针对导电加热切削的特点，将模糊控制方法引入其中，并研制了一套采用计算机控制的导电加热切削模糊控制系统，并进行了实验验证。

IGBT逆变开关电源在导电加热切削中的应用

从导电加热切削的应用出发，比较了各种加热切削电源的特点及其性能，以高频ＩＧＢＴ逆变开关电源进行试验，设计了导电加热切削加热电流（温度）控制系统，并进行了温度控制试验。

导电加热切削过程的自动控制与灭弧保护

介绍了一种基于微机控制的导电加热切削过程自动控制系统，该系统较好地解决了导电加热切削过程电热参数自动调整及灭弧保护等关键技术，对提高导电加热切削的效果。

基于状态参量检测的导电加热切削最佳电流控制

提出利用切削状态当量电阻作为导电加热切削中的电流控制参数，并对该参量和切削用量的变化关系进行了分析。试验证明，切削状态当量电阻能有效反映切削条件的变化，通过检测其变化可实现导电加热切削加热电流的最佳控制。

微机控制导电加热切削过程的研究

对导电加热切削的应用推广所存在的自动控制问题进行研究，采用所研制的先进的大功率逆变式加热电源，制定出新的灭弧方法，并对导电加热切削主要电参数进行研究与测控，实现了导电加热切削过程的自适应性控制。