精密加工中切削方向毛刺生成机理的研究(英文)

金属切削毛刺是切削加工中产生的常见现象之一。本研究以金属切削实验为基础 ,对二维精密切削中切削方向毛刺的形成过程、主要影响因素及其变化规律进行了系统的实验研究和相应的理论分析 ,结果表明 :( 1 )切削方向毛刺形成过程为正常切削、挠曲变形、弹性效应、继续切削和剪切断裂分离 ;( 2 )发现了切削方向毛刺形成过程中的切屑与工件表面剪切断裂分离的特殊现象 ;( 3)切削方向毛刺尺寸和形态随着切削条件和刀具几何参数的变化而变化。     

切削加工有限元仿真技术的现状与展望

切削加工有限元仿真是采用数值方法模拟切削加工过程的技术,可以研究切削加工过程中材料去除引发的各种物理机制,在优化切削参数、提高加工质量、降低研究成本等方面具有显著优势。如何使切削加工有限元仿真与实际的切削加工更加吻合是研究的热点,为此国内外开展了众多切削加工有限元仿真技术的研究工作,相关成果已在多种关键部件的切削加工中得到工程应用。本文概述了切削加工有限元仿真的几何仿真和物理仿真各自的基本原理、优势和发展趋势,系统总结了国内外学者为了提高切削加工有限元仿真的精度和效率,在本构模型和网格划分方面所开展工作的发展现状,综述了切削加工全过程动态仿真方法的研究进展,并对切削加工有限元仿真技术的重要问题和未来发展趋势进行了展望。     

高速铣削速度对TC4钛合金表面完整性影响机理

通过TC4钛合金的高速铣削加工实验,研究了铣削速度对钛合金已加工表面完整性的影响规律.利用专业金属切削加工有限元软件AdvantEdge,对TC4钛合金高速铣削过程进行了二雏模拟仿真.获得了在不同铣削速度下的温度场分布以及铣削速度对刀具前后刀面切削温度的影响规律.基于仿真结果,分析了TC4钛合金高速铣削速度对表面完整性的影响机理.结果表明:切削区最高温度位于刀一屑接触面上,距离刀尖0.01～0.02 mm的位置.铣削速度对切削温度影响显著.切削温度整体上随铣削速度增加而升高,但当铣削速度为301 m/min时,切削温度有所下降.     

航空难加工材料切削加工的基础和应用研究

本文首先说明了在传统的切削加工学科领域中开展科学研究工作的重要性,以及切削加工科学研究工作的发展情况,特别是新学科和新技术的应用,其次介绍了切削加工研究室的成长过程和研究工作以基础研究和应用研究并重的指导思想。 接着介绍了研究室的主要研究方向是切削加工、零件加工表面完整性和切削数据手册编写与建立数据库等三个方面。 文章还介绍切削加工研究室十年来所取得的科研成果、实验室建设情况,国内外学术交流活动情况。 最后提出了今后的任务。     

金属切削数据库系统的设计

本文首先研究设计了金属切削数据库系统的总体构成,该系统包含从切削数据的采集、管理、优化到切削加工专家系统的多方面功能。并根据实际加工需要定义了各功能的具体内容和用途,分析了各功能块之间的信息传递关系。其次,在分析切削数据之间联系的基础上,设计了金属切削数据的实体模型(E—R图)。然后,用关系数据模型描述了切削数据实体之间、属性之间的联系,通过棋式分解设计了规范化的离散型金属切削数据库的结构。该结构包含切削用量数据库、刀具几何形状数据库、切削液数据库和单位切削功率数据库,由此组成的金属切削数据库避免了插入、删除异常,减少了数据冗余,提高了存贮和存取效率。     

金属切削中的Bridgman效应与Merchant切削方程式

本文运用经典力学与金属微观力学原理相结合的方法,分析了金属在切削过程中切削塑性变形的特点,证明了切削过程中的Bridgman效应较在一般材料试验中显著得多,在此基础上得到了关于Merchant切削方程式的新的评价与认识,指出了用Merchant切削方程式解释大量试验结果的可能性与合理性.     

轴对称金属塑性大变形问题的理论模型

本文按塑性力学方法，在求解位置建立坐标系，在充分考虑了大变形和材料硬化因素的影响下，提出了一个轴对称金属塑性大变形问题的理论模型。     

我院将与香港理工学院联合举办“第三届金属切削、特种加工及机械加工自动化”国际学术讨论会

经国家科委批准,我院与香港理工学院将于1987年5月11日～13日在南京举办“第三届金属切削、特种加工及机械加工自动化”国际学术讨论会,会议正式代表120人(其中中国代表80人,国外及港澳代表40人)。讨论会拟分三组: 第一组:金属切削 内容:金属或其他工程材料的切削磨削机理;材料加工性;刀具材料;涂层刀具;新型     

“金属切削、特种加工及机械加工自动化”国际学术讨论会在我院如期举行

南京航空学院同香港理工学院联合举办的“第三届国际金属切削、特种加工及机械加工自动化会议”于五月十四日至十六日在我院举行。参加会议的有     

Q460高强度钢内螺纹挤压力的模型

根据飞机起落架冷挤压内螺纹的成形过程,建立了冷挤压内螺纹接触应力与挤压力的力学模型,通过合理假设及取定挤压过程中的各工艺参数,计算出了挤压变形区工件沿挤压丝锥棱齿法向的接触应力及挤压力,并对切向挤压力实际测量数据与模型计算数据进行对比.结果表明,切向挤压力的理论计算与实测变化趋势基本相同,切向挤压力在整个冷挤压过程中的平均值相当,实测切向挤压力峰值接近于理论计算挤压力的峰值,验证了该内螺纹冷挤压力学模型的有效性.而一般切向挤压力计算值要比试验值略小些,主要由挤压丝锥锥部前端金属堆积与摩擦条件的变化引起.     

高强度钢内螺纹冷挤压成形与强化试验研究

内螺纹冷挤压成形是提高内螺纹疲劳强度的有效方法.作者研制出挤压扭矩和温度的测量系统,并从理论上证明了挤压变形区金属在挤压过程中受到三向压应力的作用,这可以大大增加金属的塑性,改善内螺纹的成形条件.高强度钢内螺纹成形与强化的关键在于挤压丝锥结构的优化设计以及工件底孔尺寸、挤压速度和冷却润滑液的合理选择.疲劳对比试验结果表明:在两个不同应力水平下,用挤压丝锥挤压强化的300M高强度钢螺纹,其寿命是切削螺纹的4～30倍.     

速度型切削颤振的非线性分析

本文应用微分方程稳定性理论与极限环理论分析受非线性因素影响的速度型切削颤振问题,着重研究动态切削力中的非线性阻尼与机床结构特性中的非线性刚度对切削过程稳定性与颤振振幅稳定性的影响。结果表明,切削过程的稳定性取决于切削阻尼与机床结构阻尼,而与机床结构的刚度特性(线性或非线性)无关;非稳态的切削过程是否存在极限环,亦与机床结构的刚度特性无关,只取决于切削过程的阻尼特性,也就是说,满足一定条件的切削过程的非线性阻尼,亦是导致切削颤振振幅稳定性的原因。     

高速铣削系统稳定性动态优化新方法

考虑铣削过程中的自激振动和强迫振动,基于延迟微分方程的稳定性判定准则和强迫振动共振区的半带宽理论,提出一种铣削系统稳定性动态优化新方法.该方法通过选择切削参数和修改系统结构参数,在保证加工表面精度的前提下,获得大的稳定性材料去除率.其目标函数是材料去除率,约束条件是铣削过程稳定且非共振,动态优化变量是铣削系统的切削参数和结构参数.优化程序被阐明,实例分析结果显示,系统在稳定非共振条件下,加工时的材料去除率相比于优化前提高了18.86%.另外,为获得最大的稳定材料去除率和较好的表面精度,在铣削系统优化过程中,应同时考虑颤振稳定性和共振的影响.     

超音波机床试制

超音波机床是超音波机械加工的设备。超音波机械加工能解决金属切削加工在某些方面不能解决的困难。特点是能加工高硬度材料和脆性材料,如碳化钨一类的硬质合金、淬火钢、合金钢、模子钢、金刚石、陶瓷、玻璃、石英、水晶、宝石、钨、锗、钛、铍等等。加工形式为加工形孔、制模、挖槽、刻印、加工深孔和小孔、制浮雕、切胚片等等。精度可达到8公微以内,光浩度可达到???8级。一九五八年八月以前,     

航空高强度碳纤维单向层合结构复合材料在切削过程中的各向异性行为研究

单向层合结构的高强度碳纤维增强树脂基复合材料已逐渐发展成为航空承力结构件的主要材料,相关的切削加工需求也越来越多。由于显著的各向异性,单向层合结构的碳纤维复合材料易在切削加工中形成缺陷,难切削加工性明显。采用直角自由切削试验的方法,得到了T700航空高强度碳纤维单向层合结构复合材料在不同纤维方向角下的切削力、切削比能、切削温度、切削加工表面。基于试验结果讨论了碳纤维单向层合材料在切削过程中力热行为的各向异性,得到了不同切削参数条件下的切削比能图谱以及碳纤维复合材料的切削热源和传导模型。通过扫描电子显微镜(Scanning electron microscope,SEM)分析了典型切削加工表面的特征,得到了不同纤维方向下的表面形成规律。     

焊接速度对2219铝合金搅拌摩擦焊根部塑性流动的影响

采用不同焊接速度对2219铝合金进行搅拌摩擦焊接,焊后通过标示材料观察焊缝根部塑性金属的流动特征。结果表明:在其他条件一定时,随着焊接速度的增加,焊缝根部前进边侧容易产生孔洞缺陷,焊接速度为75 mm/min时,无孔洞缺陷产生;随着焊接速度的增加,搅拌针所形成的"抽吸挤压"效应减弱,根部塑性金属流动的驱动力减小,而其做塑性迁移的阻力增大,导致塑性金属流动范围随之减小。     

难切削材料的切屑处理问题

本文介绍了在航空工业中研究难切削材料的切屑处理问题的重要性,提出了在错综复杂的切削加工中,影响切屑处理的三个主要因素:切屑厚度、切屑的曲率半径以及工件材料形成切屑后的机械性质。根据弹塑性理论,提出了正确设计或合理选用刀片槽形的计算公式。从所举的两个实例来看,断屑试验结果与理论计算基本上是一致的。     

基于网络的高速切削参数优化和管理系统

对高速加工中切削参数优化的理论和方法进行了研究,并对来自生产现场、实验室以及资料收集的数据进行了检验、评价和应用。提出了一种基于遗传算法的切削参数优化算法。与通常的优化算法相比,该算法计算量小,计算速度快,能适应自动化制造系统对优化切削数据快速响应的要求。切削实验表明：应用经过优化的切削数据,不仅提高了机床的利用率,减少了切削时间,而且提高了工件的加工质量。在上述理论研究的基础上,开发了切削参数优化和管理系统。该系统的完成提高了整个数控加工中心的生产率。     

金属切削数据库建造技术研究

提出由切削用量库、刀具几何角度库、切削液库和单位切削功率库基本构成金属切削数据库，给出了它们的关系模式。由切削参数编码的特征位合成切削用量库关键字，即构成切削数据编码。按切削深度规范化存贮切削数据，并给出切削用量插值计算式。由切削数学模型的系数和指数，以及不同切削条件的修正系数建立浓缩型切削数据库，这类数据可实现切削数据优化。运用金属切削理论与经验等领域深层知识建立刀具材料选择专家系统，它作为一个子系统由切削数据库系统调用，通过正反向混合推理，可为切削新型金属材料推荐合适的刀具材料牌号。     

塑性应力集中计算方法的探索

在结构设计计算时,常常得出某些应力集中部位的应力大于σ_B的情况。但是结构并不破坏,说明计算中有问题。一般都是因为应力集中部位很早就进入塑性了,进入塑性后的应力计算和弹性计算应该不同,但却在计算时没有给予区别。我们在华东化工学院凌容教授悉心指导下,对LD10CS等铝材进入塑性后的应力应变进行了研究,找出了滑移规律表达式,并对中心并有椭圆孔的拉伸板进行了理论计算和试验测定,初步证明理论和试验一致。