新型快速落刀装置的研究

介绍了一种新型快速落刀装置,该装置可以获得较高速度下的切屑根部样本。试验表明:这种快速落刀装置可以满足金属切削加工技术研究的需要。

弹簧式快速落刀研究硬态42CrMo锯齿形切屑

试验研究了硬态切削42CrMo(52HRC)中碳高强度合金结构钢锯齿形切屑形成过程。采用高速相机记录弹簧式快速落刀装置刀杆运动轨迹,计算落刀速度、加速度,定量分析该装置性能;在车床上直角自由切削盘状试样,以不同参数进行快速落刀试验,将获得的切屑根部制作成金相标本;考察"冻结"的切削区,着重考察剪切带上裂纹源、裂纹扩展以及绝热剪切带,分析锯齿形切屑形成过程。结果表明:裂纹源产生于自由表面,在切屑形成过程中向材料内部扩展,导致切屑分离的最终因素是裂纹扩展;硬态切削42CrMo切屑形成过程可划分为4个阶段。

基于铣削快速落刀法的切削颤振研究

为改善传统测量方法的局限性,更好地研究铣削过程中的振动规律,设计了一种铣削快速落刀实验方法。通过快速落刀实验,对获取的表面样本进行分析计算,得到铣削的颤振频率,并将其与利用动态扭矩计算得到的颤振频率进行对比,结果表明,快速落刀法完全可应用于高速铣削的颤振研究中。此外,应用铣削快速落刀法初步研究了切削参数对振动的影响。

车床快速落刀装置研究

为开展金属切削机理研究,研制了一种车床用快速落刀装置。介绍了该装置的结构和工作原理及其应用,并分析了落刀装置获取切屑根部的过程。最后用试验证明了该装置能够满足车床切削机理研究的需要。

快速落刀试验及有限元仿真分析Ti-6Al-4V合金锯齿状切屑特性

形成锯齿状切屑是钛合金加工的主要特征之一,也是进行钛合金切削机理研究的关键。首先设计并进行快速落刀试验,分析不同切削速度下锯齿状切屑的形成特点与变化规律;为获得锯齿状切屑内部的物理力学性能参数,对Ti-6Al-4V钛合金切削加工进行有限元仿真分析,揭示锯齿状切屑的形成对切削力的影响及切屑形成时剪切区与材料堆积区的温度变化规律,为揭示钛合金加工的内在本质及实现钛合金高速高效加工提供支持。

快速落刀装置的高速摄影实验分析及理论研究

本文对机械弹簧冲击式落刀装置的落刀过程进行了高速摄影分析,并与单销爆炸式落刀装置的运动特性进行了比较,说明机械弹簧冲击式落刀装置的落刀运动特性优于单销爆炸式的。作者为此进一步对落刀过程进行动力学分析,建立了落刀装置的普遍模型。理论分析证明高速摄影的实验结果是正确的。落刀装置的普遍模型指出,决定落刀装置性能优劣的主要因素是产生落刀作用的冲击块冲击速度(当冲击块质量一定),而不取决于产生落刀动作是爆炸式的还是机械方式。这一分析为落刀装置的设计提供了理论依据。

快速落刀装置的研制与试验研究

切削过程中的许多物理现象,如切削力、切削热、刀具的磨损、积屑瘤以及切削振动等,都还需要作进一步的深入研究。这些物理现象都与切屑形成过程的规律密切相关。为开展金属切削机理研究,研制了一种爆炸式快速落刀装置,使刀具能以较大的加速度和工件分离,以获得切屑根部。介绍了装置的结构和工作原理,并利用研制的装置在CA6140普通车床上进行了45钢的快速落刀试验,得到了金相显微照片。试验结果表明,该装置可以很好地满足切削机理研究的需要。

枪击式快速落刀装置的研制

本文介绍了枪击式快速落刀装置的结构、原理及特点。理论分析和试验结果表明,在15m/s 以下的切削速度范围内,本装置可在10^(-5)s 内使刀具脱离工件。

增强颗粒对切削SiCp/Al复合材料切屑形成过程的影响机理

为研究SiC颗粒对SiCp/Al复合材料切屑形成过程的影响,设计了一种新型弹簧式快速落刀装置。通过正交切削试验获得切屑和切屑根部,观察其形态及金相显微组织,分析SiC颗粒沿剪切带的排列机制、颗粒的断裂与破碎机理、裂纹的扩展及其对切屑形成的影响。结果表明:设计的快速落刀装置加速度大,能获取有效的切屑根部;基体塑性滑移对颗粒产生的力和力矩使得颗粒沿剪切带排列;颗粒的断裂与破碎主要发生在剪切区、工件与切屑分离面、第2变形区以及刀尖附近的已加工表面;微裂纹从自由表面和剪切区内部沿剪切面扩展;裂纹沿剪切面扩展使得切屑受力不平衡,切屑加速流出,同时裂纹两侧沿剪切面发生相对滑动,导致切屑呈不规则锯齿形。

切削速度对2种易切钢材料剪切角的影响

剪切角是研究切削变形最重要的参数之一。文章结合剪切角基本模型的分析,通过切削力测量试验和快速落刀试验,在不同切削速度下得到了YT15硬质合金刀具切削硫易切钢和钙硫易切钢的理论剪切角值和实际测量值;根据2种方法所得值的差异,对理论剪切角公式进行系数修正,得到适用于加工此类易切钢的剪切角新公式。

钛合金锯齿形切屑根部样本及金相试样制备

通过快速落刀装置获取钛合金锯齿形切屑根部样本,并将切屑根部样本制成金相试样模块,对试样模块进行研磨、抛光、腐蚀之后拍摄得到清晰、完整的钛合金锯齿形切屑根部显微组织图片,解决了钛合金抛光过程中无法去除划痕的难题。试验结果表明:采用弹簧式快速落刀装置可以获得典型的钛合金锯齿形切屑根部样本;钛合金锯齿形切屑根部样本适合采用冷镶嵌的方式制备成金相模块;使用SiO_(2)抛光液进行抛光,抛光时间为30min时,可获得无划痕的钛合金锯齿形切屑根部金相试样;Kroll试剂适合用来腐蚀钛合金根部金相试样,最佳腐蚀时间因试剂配比不同而有所差异。

弹簧式QSD性能及切屑根部绝热剪切带实验研究

研究一种弹簧式快速落刀装置的工作性能,用该装置获取切屑根部试样,考察锯齿形切屑绝热剪切带。使用高速相机记录弹簧式快速落刀装置刀杆的运动轨迹,计算刀杆端点初始速度、加速度;分析落刀实验过程中工件转动与刀具进给运动的影响,定性讨论金属变形惯性的影响;在普通车床上对盘状试样进行直角自由切削方式的快速落刀实验,得到锯齿形切屑根部,制成金相标本,研究切削区绝热剪切带。该弹簧式快速落刀装置可替代爆炸式快速落刀装置,能有效地获取一定切削速度、切削层厚度条件下的切屑根部试样。

论积屑瘤的稳定性

本文对加工碳钢时的积屑瘤稳定性问题进行讨论。通过实验，说明积屑瘤在切削过程中是一动态结构。它具有相对稳定的根部和不稳定的顶部。当顶部突然脱落时，由于过切量的突变而在加工表面上形成台阶状的鳞状物，降低加工表面质量。