绿色切削技术的研究现状及发展

与湿切削相比,由于缺少了切削液的冷却、润滑和辅助排屑等功能,干切削过程中刀具、工件和切屑之间摩擦以及刀具磨损加剧;切削力、切削热和切削区温度急剧增加;同时,加工精度和工件表面质量变差.但是,干切削具有对大气和水环境无污染、切屑上无残液从而降低了清洁处理成本、对人的健康无害且不会损伤皮肤或造成过敏等优点.而且通过改进刀具技术、机床性能和切削工艺可以消除干切削的不利影响.     

高压冷却下切削高温合金刀具应力分布研究

高温合金广泛应用于航空航天等领域,是一种典型的难加工材料。PCBN是一种超硬刀具材料,在加工高温合金时性能优异,但切削过程中存在刀具磨损和破损严重等现象。高压冷却是一种新的冷却方式,能够有效减小机械冲击,并影响刀具应力分布,因此研究高压冷却下的刀具应力分布具有重要意义。首先建立高压冷却下刀具应力模型,为高压冷却下刀具应力变化规律提供理论基础;其次采用有限元方法,对不同冷却条件、切削用量和冷却压力的刀具应力分布进行仿真结果分析,获得不同切削条件对刀具应力的影响规律;最后进行高压冷却试验,分析切削力、刀具应力分布及刀具破损变化规律,为高压冷却下高效加工高温合金和刀具优化等提供一定的技术基础。     

加强刀具技术研究提高制造业竞争力——访国家杰出青年科学基金获得者,山东大学机械工程学院教授刘战强

():您长期从事高速切削加工理论(特别是切屑形成机理)、刀具磨损、铣削稳定性、加工表面完整性等方面的研究,请介绍下您在这几方面开展了哪些创新性研究?取得了哪些研究成果? 刘战强:与普通切削加工技术相比,高速切削加工在切屑形成机理、刀具磨损、切削加工稳定性及加工表面完整性等方面均存在显著差别.加工塑性金属材料时,随切削速度提高,切屑形态由连续带状转变为锯齿状乃至碎断状,切屑形态对刀具寿命和加工表面质量具有重要影响,研究切屑形成过程的力学控制机制及其与切削条件之间的关系至关重要.课题组在研究过程中依据自己发明的超高线速度获取方法和高速切削条件下切屑根部获取方法,结合力学、能量学及材料学分析,提出了绝热剪切-韧性断裂复合型锯齿状切屑形成模型,揭示了切屑变形规律和集中剪切带的启动与扩展路径.     

拉削高温合金时的切屑控制问题

切屑控制问题已经进行了很多的研究。但多数的工作,目的在于如何使切屑折断,较少研究如何控制切屑的卷曲,以便改善切削过程,提高刀具寿命和表而质量。特别是对于拉削高温合金时切屑的控制研究,至今还很少见。拉削是断续切削加工,切屑、较短而薄,切屑控     

超声椭圆振动精密切削

传统超声振动切削加工中刀具后刀面与工件已加工表面的高频摩擦使刀具承受交变拉压应力,导致刀具疲劳崩刃。超声椭圆振动切削技术使刀具以椭圆振动轨迹对工件进行切削,避免了刀具后刀面与已加工表面的摩擦,有效抑制了刀具的崩刃破损;同时,将刀具前刀面与切屑之间有害的摩擦力变为有利的切削力,增加了刀具的剪切角,降低了切削过程中的吃刀抗力,提高了加工精度。     

磨刀四十载助力高端制造业——记高效切削及刀具技术实验室

哈尔滨理工大学高效切削及刀具实验室长期从事切屑折断控制技术、难加工材料高效切削技术、硬态干式切削技术、高速切削加工技术等方面的研究开发工作,在国内外具有一定的影响。实验室有高效切削及刀具国家地方联合工程实验室、机械工业切屑控制及高效刀具技术重点实验室、先进加工技术与智能制造黑龙江省重点实验室、现代制造技术与刀具开发黑龙江省高校重点实验室等支撑平台。通过基础研究应用化、应用研究实用化、科技成果价值最大化、创新技术和产品的产业化,共同构建了紧密的高效切削与刀具技术的产业化联盟。目前实验室形成了以科研为主体、产学研相结合的技术创新体系,逐步发展成为了装备制造领域关键技术供给和研究成果转化的支撑平台。     

逆转难加工材料车削现状实现高效加工

随着机床设备的提升和高压冷却(HPC)系统的运用,车削不锈钢、超级合金及其他难加工材料变得更容易。在许多应用中,如泛流冷却、低压冷却下,采用先进刀具生产率可提升20%甚至更多,每切削刃寿命可提升1倍。在此基础上,提升冷却压力7~30MPa,加工潜能可再获得大幅提升。事实上,采用合适的高压冷却(HPC)刀具将在切削刃寿命及生产率方面收获数量级规模的增长。     

基于不同前角的航空铝合金切削过程分析

为合理选用刀具前角,研究前角变化对航空铝合金7050-T7451切削过程的影响.对前角影响进行理论分析,并借助有限元软件ABAQUS/Explict建立热力耦合的平面应变正交切削模型,采用Johnson-Cook材料本构关系及失效准则模拟不同刀具前角时切屑的形成过程,对比分析了前角变化对切屑形态、切削力和切削温度的影响.仿真结果表明,大前角的刀具有利于改善切削过程,但为避免产生带状切屑,合理的前角范围应为8°～l6°.通过对两种方法的分析结果对比,验证了有限元模型的准确性,对实际加工具有一定的指导意义.     

TC4钛合金纵弯超声振动铣削装置及其加工性能研究

TC4钛合金因其优异的综合机械性能在航空、航天工业中得到了广泛应用,但其高塑性和低导热系数引起的刀具–切屑黏附是制约其铣削加工性能提升的一个关键因素.针对TC4钛合金铣削加工性能提升的需求,提出了一种基于刀具纵弯复合超声振动辅助铣削的加工方式,通过控制刀具纵弯复合超声振动的幅值和相位实现可控的间歇式切削,降低刀具–切屑...     

铝基复合材料的高速切削

针对铝基复合材料高速切削方面的研究主要集中在刀具选择、切屑形貌、刀具磨损、表面完整性、切削力和切削温度等方面。众多的研究表明,用PCD刀具高速切削铝基复合材料时,能获得较好的表面质量,较高的刀具寿命和较小的切削力、切削温度。