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Large Chip Production Mechanism under the Extreme Load Cutting Conditions

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Chinese Journal of Mechanical Engineering 2015年第2期28卷 343-352页

作者： LIU Xianli HE Genghuang YAN Fugang cheng yaonan LIU Li Key Lab of National and Local United Engineering for "High-efficiency Cutting & Tools" Harbin University of Science and Technology Xiamen Golden Egret Special Alloy Co. Ltd.

There has existed a great deal of theory researches in term of chip production and chip breaking characteristics under conventional cutting and high speed cutting conditions,however,there isn＇t sufficient research on chip formation mechanism as well as its influence on cutting state regarding large workpieces under extreme load *** paper presents a model of large saw-tooth chip through applying finite element simulation method,which gives a profound analysis about the characteristics of the extreme load cutting as well as morphology and removal of the large *** the meantime,a calculation formula that gives a quantitative description of the saw-tooth level regarding the large chip is established on the basis of cutting experiments on high temperature and high strength *** cutting experiments are carried out by using the scanning electron microscope and super depth of field electron microscope to measure and calculate the large chip produced under different cutting parameters,which can verify the validity of the established *** calculating results show that the large saw-toothed chip is produced under the squeezing action between workpiece and cutting *** the meanwhile,the chip develops a hardened layer where contacts the cutting tool and the saw-tooth of the chip tend to form in transverse *** research creates the theoretical model for large chip and performs the cutting experiments under the extreme load cutting condition,as well as analyzes the production mechanism of the large chip in the macro and micro ***,the proposed research could provide theoretical guidance and technical support in improving productivity and cutting technology research.

关键词： extreme load cutting 2.25Cr-lMo-0.25V saw-tooth chip crimp chip breaking

高强钢高效加工层切面铣刀优化设计及仿真分析

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上海交通大学学报 2017年第8期51卷 1006-1012页

作者：程耀楠韩禹关睿徐明卢真真哈尔滨理工大学机械动力工程学院哈尔滨150080

利用层切面铣刀对508III钢进行铣削试验,分析切削参数对切削力的影响;以最优加工效率和刀具寿命为目标建立切削参数优化模型,采用遗传算法进行优化,并根据切削参数对刀具结构进行设计;对不同前角组合的刀片进行切削仿真,优化刀齿的角度... 详细信息

利用层切面铣刀对508III钢进行铣削试验,分析切削参数对切削力的影响;以最优加工效率和刀具寿命为目标建立切削参数优化模型,采用遗传算法进行优化,并根据切削参数对刀具结构进行设计;对不同前角组合的刀片进行切削仿真,优化刀齿的角度参数;结合优化的切削参数,对层切面铣刀进行切削力仿真验证.研究工作将为重型高效铣削刀具开发和切削参数优化等提供基础和技术支撑.

关键词：优化设计切削仿真层切面铣刀高效加工重型切削

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高压冷却下锯齿形切屑几何表征试验

中国机械工程 2019年第1期30卷 38-45页

作者：吴明阳于永新程耀楠李录彬赵旭哈尔滨理工大学高效切削及刀具国家地方联合工程重点实验室哈尔滨150080

理论分析了锯齿化程度、锯齿化频率与锯齿化步距等几何表征模型;在高压冷却条件下进行了聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具切削GH4169镍基高温合金试验,并对不同切削用量与冷却液压力下的切屑进行试样制备及抛磨,以分析锯齿形切屑的形貌及表征;... 详细信息

理论分析了锯齿化程度、锯齿化频率与锯齿化步距等几何表征模型;在高压冷却条件下进行了聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具切削GH4169镍基高温合金试验,并对不同切削用量与冷却液压力下的切屑进行试样制备及抛磨,以分析锯齿形切屑的形貌及表征;分析了不同切削参数下锯齿形切屑几何表征的变化规律。试验结果表明:随着切削速度、进给量和背吃刀量的增大,切屑的锯齿化程度和锯齿化步距增大,而锯齿化频率减小;随着冷却液压力的增大,切屑的锯齿化程度降低,锯齿化频率增大,锯齿化步距先增大后减小;在高压冷却条件下切屑的断屑能力得到了提高,且随着冷却液压力的增大,断屑效果进一步提高。

关键词：锯齿形切屑几何表征高压冷却聚晶立方氮化硼刀具高温合金

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超重型切削过程硬质合金刀具高温力学特性

哈尔滨工程大学学报 2015年第4期36卷 560-566页

作者：程耀楠刘利吴明阳王海婷敖晓春哈尔滨理工大学"高效切削及刀具"国家地方联合工程重点实验室黑龙江哈尔滨150080

超重型切削过程中，刀具的高温失效是硬质合金刀具破损的主要形式之一。首先，通过理论分析、切削仿真及数学模型进行切削热产生过程分析，并研究切削温度对硬质合金刀具变形抗力的影响；然后，进行切削温度及材料高温硬度测量实验，实... 详细信息

超重型切削过程中，刀具的高温失效是硬质合金刀具破损的主要形式之一。首先，通过理论分析、切削仿真及数学模型进行切削热产生过程分析，并研究切削温度对硬质合金刀具变形抗力的影响；然后，进行切削温度及材料高温硬度测量实验，实验结果验证模型有效，硬质合金和工件材料试块的硬度在1000℃时分别下降了28％和60％左右；最后，从刀具几何结构优化设计和复合涂层技术两方面提出超重型切削专用硬质合金刀具抗高温性能的提效措施，在5组切削参数下进行刀具寿命对比实验，优化设计的XF8刀具寿命是YT15刀具的2～5倍。研究结果可以为重型高效切削刀具技术的研究及推广提供借鉴。

关键词：超重型切削硬质合金切削温度高温硬度热变形

高压冷却下PCBN刀具切削高温合金切屑卷曲折断机理及试验研究

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机械工程学报 2017年第9期53卷 187-192页

作者：吴明阳赵旭陈勇徐明程耀楠李录彬哈尔滨理工大学机械动力工程学院哈尔滨150080

高温合金广泛应用于航空航天领域,是一种典型的难加工材料,切削过程中切屑缠绕工件及刀具、不易折断,从而降低刀具寿命和已加工表面质量。PCBN是超硬刀具材料,加工高温合金等高温高强度钢性能优异,但由于刀具材料特性通常采用平前刀面,... 详细信息

高温合金广泛应用于航空航天领域,是一种典型的难加工材料,切削过程中切屑缠绕工件及刀具、不易折断,从而降低刀具寿命和已加工表面质量。PCBN是超硬刀具材料,加工高温合金等高温高强度钢性能优异,但由于刀具材料特性通常采用平前刀面,因此切削过程中断屑比较困难。高压冷却是金属高效切削加工中一种新型加工技术,可以有效改善断屑性能、提升断屑能力、提高刀具寿命和加工表面质量。目前对高压冷却断屑机理研究较少,且高压冷却切削仿真不易实现,为充分研究高压冷却下高温合金切削加工中的切屑折断机理,通过建立切屑卷曲半径预测模型和断屑模型,进行高压冷却下切屑折断机理研究,主要通过在高压冷却下,对PCBN刀具切削镍基高温合金进行试验研究,研究不同冷却液压力下切屑卷曲半径变化规律,对理论分析结果进行验证。研究结果表明:在高压冷却加工中由于高压冷却液的存在,切屑受到附加冷却液压力影响,使弯矩发生变化,造成切屑卷曲半径减小,最终导致切屑应变增大、切屑易于折断;且由于卷曲半径的改变使极限进给量和极限背吃刀量降低,使高压冷却加工改善断屑性能的效果非常明显。上述研究成果为实现高温合金高压冷却条件下的切削加工奠定了理论基础。

关键词：高压冷却 PCBN刀具切屑折断高温合金

PCBN刀具切削高温合金锯齿形切屑形成机理

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机械工程学报 2016年第3期52卷 179-186页

作者：吴明阳赵旭计伟程耀楠刘利刘献礼哈尔滨理工大学机械动力工程学院哈尔滨150080

高温合金被广泛的应用于航空航天工业中,它是一种典型的难加工材料,切削过程刀具磨损严重。PCBN刀具作为一种超硬刀具材料在加工高温合金方面具有较大潜能,但由于PCBN刀具没有断屑槽,故断屑困难。因此研究切削参数以及刀具磨损对切屑形... 详细信息

高温合金被广泛的应用于航空航天工业中,它是一种典型的难加工材料,切削过程刀具磨损严重。PCBN刀具作为一种超硬刀具材料在加工高温合金方面具有较大潜能,但由于PCBN刀具没有断屑槽,故断屑困难。因此研究切削参数以及刀具磨损对切屑形成的影响规律对推进PCBN刀具的应用具有重要的意义。通过试验研究切削参数和刀具磨损对切削力、切屑宏观状态和切屑微观参数(切屑剪切角、切屑厚度、齿高和齿间角)的影响规律。试验结果表明:当切削速度为97 m/min,切削深度为0.1 mm,进给量为0.14 mm/r时,切屑的宏观状态最佳。并根据试验结果,确定了绝热剪切带的位置和两个切屑锯齿形成的关系,进而建立了PCBN刀具切削高温合金GH4169的锯齿形切屑的形成机理模型:当刀具运动到某一点开始出现绝热剪切带,继续运动到下一点,形成一个锯齿,继续运动将出现下一个剪切失稳。

关键词：切屑形成机理 GH4169 PCBN刀具切削力刀具磨损

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极端重载切削条件下的刀-屑粘结失效

机械工程学报 2012年第19期48卷 169-176页

作者：程耀楠刘献礼李振加刘利王海婷哈尔滨理工大学机械动力工程学院哈尔滨150080

以筒节材料2.25Cr-1Mo-0.25V钢切削试验为基础,研究极端重型切削过程中刀-屑粘结失效问题,为实际生产过程中避免刀具粘结失效提供理论依据。分析极端重型车削过程变载荷波动特性;在仿真分析和试验分析的基础上,进而研究波动温度和机械... 详细信息

以筒节材料2.25Cr-1Mo-0.25V钢切削试验为基础,研究极端重型切削过程中刀-屑粘结失效问题,为实际生产过程中避免刀具粘结失效提供理论依据。分析极端重型车削过程变载荷波动特性;在仿真分析和试验分析的基础上,进而研究波动温度和机械载荷对刀具表层强度的影响,进行刀-屑粘结失效分析;进行综合理论分析,确立极端重载切削条件下刀-屑粘结发生的理论判据,并结合试验测试数据进行验证分析;从技术手段和工艺参数优化方面,提出刀-屑粘结预防措施。研究结果表明,切削区域的波动热-机械耦合冲击是引起刀-屑粘结失效产生的主要因素,且粘结程度与刀具和工件材料接触区域的应力大小有关。

关键词：波动载荷机械冲击粘结失效疲劳

改良天灸方干预对神经根型颈椎病患者颈痛及生存质量的影响

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中国医学创新 2019年第14期16卷 72-75页

作者：程耀南陈钦广东省高州市中医院广东高州525200

目的:观察改良天灸方干预对神经根型颈椎病(CSR)患者颈痛症状及生存质量的影响。方法:选择2017年6月—2018年6月在高州市中医院治疗的70例CSR患者为研究对象,按随机数字表法分为对照组和治疗组,各35例。两组均给予常规治疗,包括口服药... 详细信息

目的:观察改良天灸方干预对神经根型颈椎病(CSR)患者颈痛症状及生存质量的影响。方法:选择2017年6月—2018年6月在高州市中医院治疗的70例CSR患者为研究对象,按随机数字表法分为对照组和治疗组,各35例。两组均给予常规治疗,包括口服药物、颈椎牵引、手法按摩、体育锻炼等,基于此,治疗组应用改良天灸方治疗,对照组应用安慰剂治疗,疗程均为30 d,对比疗程结束后两组颈痛症状、生活质量的变化。结果:治疗后,治疗组的总有效率为91.43%,显著高于对照组的68.57%,差异有统计学意义(P<0.05)。与治疗前比较,治疗后及随访期间两组的NPQ评分均降低,SF-36评分均升高,且治疗组均显著优于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论:改良天灸方干预是一种安全、有效治疗CSR的方法,对于改善患者颈痛症状及生存质量有重要作用,值得推广使用。

关键词：神经根型颈椎病改良天灸方颈痛生存质量

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重型切削过程硬质合金刀片的冲击破损行为

机械工程学报 2014年第23期50卷 175-185页

作者：刘献礼刘铭何耿煌严复钢程耀楠刘利哈尔滨理工大学'高效切削及刀具'国家地方联合工程重点实验室哈尔滨150080 厦门金鹭特种合金有限公司厦门361006

应用机械冲击理论分析重型硬质合金车刀冲击断裂过程,并确立其产生冲击断裂的临界条件;采用有限元仿真的方法,分析研究重型硬质合金车刀冲击断裂产生机理及破损形式,并通过冲击试验揭示硬质合金车刀冲击断裂规律。对重型硬质合金车刀疲... 详细信息

应用机械冲击理论分析重型硬质合金车刀冲击断裂过程,并确立其产生冲击断裂的临界条件;采用有限元仿真的方法,分析研究重型硬质合金车刀冲击断裂产生机理及破损形式,并通过冲击试验揭示硬质合金车刀冲击断裂规律。对重型硬质合金车刀疲劳行为进行研究,通过有限元仿真分析方法,提出动态载荷下硬质合金疲劳断裂产生机制,并给出硬质合金疲劳断裂的载荷条件;通过断续切削试验,研究分析导致硬质合金刀具疲劳行为产生的本质原因,以期为预防硬质合金刀具过早出现失效提供理论支持和借鉴。

关键词：硬质合金车刀重型切削冲击断裂疲劳断裂裂纹