Technique for Measuring the Sharpness of Staple Fiber Cutter Blades

Quantitative measurement of the cutter blade sharpness is yet a difficult problem, since so far there has been no appropriate testing method. In this paper, a technique is introduced for measuring the cutter blade sharpness at different testing conditions. The sharpness of cutter blades are measured by detecting the force to cut off the fiber with a material strength testing machine, and the results indicated that the technique could be used to measure the cutter blade sharpness satisfactorily. The fiber tension and downward speed of cutter blades are recommended to be 4.9 cN and 50 mm/min respectively for cutting 0.22 mm PET fiber.

Edge Blunting of Hard Alloy Cutter Blade for Cutting Chemical Fibers

Through the establishment mathematical model and experimental verification, the course of blunting of hard alloy cutter blade for cutting chemical fiber have been studied. The result shows that the cutter blade sharpness would be greatly reduced in the course of fiber cutting as the initial edge radius and edge angle, the linear wear, and the notch depth of cutter blade are increased. The blunting of cutter blade in the course of fiber cutting can be divided into four stages. The reducing degree of the sharpness is different in different stages. The linear wear of cutter blade is almost negligible. The blunting of the cutter blade is directly related to the depth of notches generated on the cutting edge. The deeper the notch, the more the cutter blade sharpness would be decreased.

螺旋槽式枞树型叶根铣刀的毛坯预制工艺研究

枞树型叶根铣刀是加工汽轮机叶片叶根的重要工具,相比传统的直槽铣刀具,螺旋槽式枞树型叶根铣刀具有切削快、效率高、寿命长等优点,能减少刀具切削力和振动,提高枞树型叶根表面的加工质量。本文重点研究了螺旋槽式枞树型叶根铣刀的毛坯预制工艺,将NUMROTOPLUS、PRO/E、VERICUT三种软件结合创建刀具三维模型并预制成品毛坯,运用ANSYS软件对模型进行仿真,验证刀具芯厚、前角等参数的合理性;使用NUMROTO软件对刀具进行精加工路径规划与仿真模拟验证;采用SAACKE UWIF五轴工具磨床完成刀具的精加工,并对刀具进行检测,结果显示该工艺方案切实可行。

镶片式叶根精铣刀结构设计及制造工艺分析

针对传统整体式叶根精铣刀加工成本高、效率低的问题,提出一种镶片式结构的叶根精铣刀设计。根据某叶根型线对镶片式叶根精铣刀进行结构设计,利用ANSYS软件进行刀具的静态受力分析,得出成型后角对刀具结构的影响关系并进行结构优化;利用NUMROTO plus软件编制刀具精加工工艺流程及编程处理;采用SAACKE UWIF五轴刀具磨床进行加工实验验证。试验件经检测,满足刀具设计的精度要求,验证了该结构刀具的可行性,通过对比实验,验证了该刀具可以降低生产成本。

轴向振动截割下碟盘刀刃与煤岩作用机制及其载荷模型

针对现有刀具截割复杂地质条件煤岩(尤其截割硬岩时)损耗高、效率低和易磨损等问题,提出了具有截-楔效应的碟盘刀具复合振动截割破碎煤岩的方法,碟盘刀具径向进给与不同振动形式和姿态来实现复合截割破碎煤岩。以碟盘刀刃为研究对象研究轴向振动截割对煤岩损伤破坏的力学特性,基于剪切破碎理论给出刀刃作用载荷破坏煤岩条件以及刀刃轴向向下振动、向上振动和径向截割煤岩时等效集中载荷的计算方法,采用位移应变等效力合成的方法建立刀刃结构参数与载荷关联模型,模拟研究其径向单作用截割和轴向振动复合截割工况下破碎煤岩的载荷特性,研究碟盘刀具在有振和无振的实验条件下破碎煤岩载荷,对比分析了刀刃载荷的理论计算、数值模拟与实验。结果表明:碟盘刀刃对煤岩的损伤区域面积由中间向两侧逐渐递减与数值模拟应力云图相吻合;振动截割条件下数值模拟和实验的刀刃径向载荷均小于无振条件下的载荷值;轴向振动截割下其数值模拟和实验载荷均与轴向振动位移呈现明显的周期波动规律,且存在超前相位差,径向与轴向载荷幅值与振动位移幅值非同时性,其相位差随振动频率增大而减小;随着截割厚度增大,碟盘刀具径向载荷理论值、模拟值与实验值呈现递增变化规律相吻合,且其误差均值分别为12.01%和6.37%,截割厚度对载荷影响程度从大到小依次为正值轴向载荷、径向载荷和负值轴向载荷;碟盘刀刃轴向向上振动时径向载荷(最大振幅处对应载荷均值)的理论值、模拟值与实验值的误差分别为11.65%和13.99%,其轴向载荷的误差分别为10.46%和13.51%,轴向向下振动时径向载荷的误差分别为13.91%和5.61%,其轴向载荷的误差分别为14.90%和7.88%。结合已有文献碟盘楔面载荷模型共同验证了碟盘刀刃载荷模型的正确性,进而说明了运用位移应变等效力合成的方法建立复合运动破岩载荷模型的可行性。

割刀清管器的研制及应用

某长距离铁精矿矿浆输送管道的内壁结垢严重,且垢质坚硬,进行清管作业时清管器发生卡堵的风险很大。因此设计了携带管子切割刀片装置的新型清管器。当它在管内运行时,管子切割刀片可紧密贴合垢质层,对垢质进行有效切割。大块的垢质随介质流出,小块的垢质被后续的常规清管器清出管道,极大程度辅助了管道清管、检测工作的顺利开展。经过清管试验验证切割效果后,这种割刀清管器在作业现场得到应用,在提高管道输送效率和排除管道事故隐患方面发挥了重要作用。

圆锯式灌木切割试验装置设计与试验

为研究灌木切割机的工作机理和切割参数,设计了一种灌木切割试验装置。通过分析试验装置工作原理、灌木切割机理和灌木切削力,基于ADAMS进行灌木切割仿真,分析切割锯片位移、转动角速度和角加速度函数图像。利用单因素试验法以研制的试验装置进行灌木切割试验分析灌木切割最佳工作参数,得出灌木切割无漏割最佳工作参数,即进给速度600mm/s、切割速度1350r/min。

钢轨闪光焊推凸刀体工艺技术

推凸刀体作为钢轨闪光焊机重要机构部件,是实现钢轨焊接凸出部分切除的重要工装,可有效减少焊后人工打磨的加工余量,提高生产效率。本论文针对当前推凸刀体价格昂贵、服役性能差及更换复杂的问题。从技术创新及材料设计出发,研发表面改性的新型推凸刀体材料,结合优选的结构形式及加工方法进行新型推凸刀体的制造。

钛合金薄壁件铣槽加工技术研究

为实现液体火箭发动机的轻量化,提升发动机的推质比以及液体火箭发动机的综合水平,钛合金材料被广泛应用于多种新型号发动机中。虽然钛合金材料有其独特的优势,但加工工艺性难度大,钣金热成型相较于不锈钢成型精度差,且切削加工性较差。基于钛合金薄壁件铣槽的切削特性,研制整体式硬质合金锯片式专用铣刀,解决钛合金薄壁件难加工难题,通过优化切削参数实现钛合金薄壁件的高效加工,开发出适用于液体火箭发动机推力室钛合金薄壁件铣槽的工艺技术。

六头螺旋秸秆还田耕整机刀辊设计与试验

针对长江中下游两熟制地区土壤黏重板结,传统秸秆还田耕整机作业质量不理想、刀辊易缠绕和功耗大等问题,提出了一种六头螺旋秸秆还田耕整机刀辊。基于滑切原理设计了等滑切角二次切刀,阐述了刀辊结构及工作原理,分析了二次切刀减阻程度及主要作业参数。田间试验结果表明:各因素对功耗和秸秆掩埋率影响显著性由大到小分别为刀辊转速、耕深、作业速度和耕深、作业速度、刀辊转速,对秸秆粉碎率和碎土率影响显著性由大到小为刀辊转速、作业速度、耕深,通过软件分析得到最优参数组合为:耕深12. 7 cm,作业速度0. 7 m/s,刀辊转速273 r/min。验证试验结果表明:最优参数组合下六头螺旋秸秆还田耕整机功耗、秸秆掩埋率、秸秆粉碎率和碎土率分别为31. 9 k W、93. 1%、87. 5%和78. 3%,与软件预测值之间的误差分别为4. 7%、1. 4%、1. 9%和2. 6%。对比试验结果表明:六头螺旋秸秆还田耕整机功耗和秸秆掩埋率较水旱两用秸秆还田耕整机分别低8. 8%和2. 3%,秸秆粉碎率和碎土率分别高3. 0%和6. 1%。

三种形状刀片的甘蔗切割器运动学仿真分析

针对目前甘蔗收获机械中存在切割甘蔗产生的破头率较高、损失率较大等主要问题,以破头率为试验指标,以甘蔗切割器上关键零件刀片为研究对象,建立三种形状(矩形、梯形、弯形)刀片参数的单圆盘切割器仿真模型,采用运动学仿真试验的研究方法,对切割器及刀片的形状结构、工作参数进行比较分析,探讨相关参数与破头率的关系,并对参数进行优化,优化结果表明:弯形刀片的切割器结构比矩形和梯形刀片的切割器效果好,因素最优组合为刀盘转速(619.727r/min)、机车前进速度(0.5m/s)、刀片数量(4片)、刀盘前倾角度(6°),切割甘蔗破头率为4.486%,达到实际工作所需要的理想效果。仿真分析结果为甘蔗切割器的设计提供参考依据。

基于ANSYS的齿形链式切割器刀片受力分析

阐述了齿形链式切割器的组成以及工作原理,并利用ANSYS软件对其核心零件—动刀片建立了有限元模型,进行静力学分析,计算出所选关键点的应力大小及刀片的应力分布规律,找出其受力最集中的位置,为后续切割试验研究提供了理论依据。

关于球头铣刀的等螺距连续刃口曲线

球头铣刀是加工复杂曲面的重要工具 ,等螺距螺旋刃口的球头铣刀则具有易于制造的优势 .在给出回转铣刀求等螺距铣刀刃口的通用几何模型基础上 ,根据初始条件和连接处连续条件 ,给出了球面后接柱面这种常见的球头铣刀的连续刃口设计模型 ,并就沟型设计、磨用砂轮设计等NC加工有关的问题研究提供了处理方案 。

高速旋转圆盘刀具薄刀片横向振动的有限元分析

针对高速旋转圆盘刀具薄刀片实际工作时存在的横向振动问题,应用有限元方法及实验测量进行了研究。利用单元正方化扇形网格划分方法,对薄刀片划分单元,并应用拉格朗日方程建立了高速旋转圆盘薄片刀具薄刀片的动力学方程。通过对该动力学方程的分析,确定了薄片圆盘刀具系统的静态和动态特性。利用专门设计、制造的试验装置,对圆盘薄片刀具系统的静态和动态特性进行了测量,并将测量数据与理论分析进行了对比。结果表明:建立的薄片圆盘刀具系统的动力学方程是正确的。

化纤切割过程中切断刀的磨损性能研究

利用自制小型短纤维切断试验装置模拟涤纶短纤维的切割加工过程,采用台式投影仪测量切断刀刃口的线磨损量,采用扫描电子显微镜观察刃口和刃面的磨损表面形貌,采用傅立叶变换红外-拉曼光谱仪分析刃口磨损表面转移膜的性质,并采用顺磁共振仪分析了纤维切断前后自由基的含量.结果表明:切割涤纶半消光纤维时,高速钢刀片的磨损很快,主要磨损机制为纤维中TiO2粒子的磨粒磨损;硬质合金刀片的磨损缓慢,其磨损主要是由于刃口上高分子转移膜脱落引起的.

沙生灌木平茬机切割器刃口曲线的设计

通过分析沙生灌木平茬机切割器的切割方式和运动规律,提出了用等滑切角曲线方程设计刃口曲线形状的方法,以30°和53°的滑切角为参数设计制造了割刀。室内外切割对比试验表明,等滑切角曲线刃口割刀的切割效果要优于直线刃口割刀的切割效果。

刀具钝化技术应用前景的展望

通过研究对刀具刀刃进行钝化处理,提高金属切削加工效率、刀具寿命和降低制造成本。本文就刀具钝化处理的必要性,目前国内外对刀具钝化处理采用的设备、方法和典型的刀具钝化技术进行了简要的介绍和探讨。同时通过钝化后的刀具在本工厂的实践试验应用,证实了其取得的显著效果和它广阔的发展前景。

高粗茎秆农作物切割刀片试验研究

针对高、粗茎秆农作物无适用切割装置和切割刀片性能不佳,研制了回转式切割器及配套切割刀片,并分析了切割刀片用材、结构和金相显微组织等对切割效率与使用寿命的影响。计算和田间试验结果表明:设计的刀具结构合理,刀片切割效果好,使用寿命长,田间适应性强,适宜于高、粗茎秆农作物的收割,生产效率高,推广前景广阔。

蜂窝复合材料超声切割力建模及工艺参数选择研究

针对Nomex蜂窝复合材料超声切割加工因缺乏系统化的理论指导以及工艺参数选择的盲目性而导致导致工件加工质量差的问题,对蜂窝复合材料直刃刀超声切割力以及工艺参数的选择进行了研究,基于刀具运动学特性分析建立了超声切割力与工艺参数的关系理论模型。基于该模型,研究了施加超声波振动能量后引起切割力变化情况,基于该模型,通过运用Matlab软件仿真分析,研究了工艺参数对超声切割力的影响规律。研究结果表明,与普通加工相比,采用超声复合切割蜂窝复合材料可以有效地降低切割力。刀尖角、刀刃面夹角对切割力的影响较为显著,其次是前倾角,刀具摆角对切割力的影响最小,该结果为工艺合理选择及进一步优化奠定了较好的理论基础。

化纤切断刀的锋利度与刃口半径的关系

对超细硬质合金化纤切断刀的锋利度与刃口半径之间的关系进行了研究。结果表明 ,切断刀的刃口半径是影响其锋利度的主要因素 ,随刃口半径的增大 ,切断刀的锋利度下降 ,切断纤维所需的切断力相应增大 ,而且两者之间呈线性对应关系。