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中国机械工程 2020年第19期31卷 2388-2393页

作者：李强郭辰光赵丽娟冷岳峰岳海涛辽宁工程技术大学机械工程学院阜新123000

为改善DD5镍基单晶高温合金难加工特性,基于绝热剪切理论,以切削速度为变量,采用单因素实验及有限元仿真方法,提出了高速铣削判据及切屑毛边成形机理。根据切屑锯齿间距和锯齿化程度的测量结果,当切削速度达到37.7 m/min时,切屑自由表... 详细信息

为改善DD5镍基单晶高温合金难加工特性,基于绝热剪切理论,以切削速度为变量,采用单因素实验及有限元仿真方法,提出了高速铣削判据及切屑毛边成形机理。根据切屑锯齿间距和锯齿化程度的测量结果,当切削速度达到37.7 m/min时,切屑自由表面从片层状结构转变为明显的锯齿状结构,由此判断切削进入了高速区。切屑边缘与绝热剪切带交汇处凹槽侧面的应力集中触发了切屑纵向裂纹的形成,而纵向裂纹的扩展引起了切屑横、纵两向应力分布的变化,从而导致切屑横向裂纹的产生;切屑侧面横、纵两向裂纹的形成和扩展是切屑毛边形成的主要原因。随着切削速度的增大,毛边形态由平整的梯形转变为狭长且有缺陷的三角形。相比于传统加工,高速加工有益于切削力的减小及切屑毛边高度和间距的下降,同时可抑制侧向裂纹的扩展。

关键词：镍基单晶高温合金高速铣削锯齿状切屑切屑毛边

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PTFE材料正交切削切屑成形特性研究

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中国机械工程 2022年第22期33卷 2733-2740页

作者：倪敬孙静波何利华崔智薛飞杭州电子科技大学机械工程学院杭州310018 浙江启尔机电技术有限公司杭州310018

为了研究PTFE材料在切削过程中的成屑机理,设计了单因素正交切削实验以及准静态力学实验。首先,基于剪切平面理论和断裂理论,以切削速度、切削厚度为变量,提出了PTFE材料的连续切屑及切屑毛边成形机理;然后通过分析毛边高度和间距,探究... 详细信息

为了研究PTFE材料在切削过程中的成屑机理,设计了单因素正交切削实验以及准静态力学实验。首先,基于剪切平面理论和断裂理论,以切削速度、切削厚度为变量,提出了PTFE材料的连续切屑及切屑毛边成形机理;然后通过分析毛边高度和间距,探究切削参数对毛边形态的影响规律;最后,利用分形理论对切削力稳定性进行分析,揭示了毛边数量、出现频率与切削力稳定性的关系。结果表明,PTFE连续切屑的产生是因为切削过程中材料真实压缩应变未超过断裂屈服应变,毛边的产生则是因为切屑边缘片层状结构处裂纹的形核与扩展。此外,切削参数会影响毛边生成,在切削速度100 mm/min、切削厚度0.3 mm工况下,切屑毛边数量最少、出现频率最小,切削力最稳定。研究结果可为PTFE材料切削过程毛边抑制和表面加工质量优化提供参考。

关键词：聚四氟乙烯(PTFE) 成屑形成机理切屑毛边剪切面理论断裂理论分形理论

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高速铣削高强度钢切屑形态及影响因素研究

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工具技术 2021年第12期55卷 19-24页

作者：张诗曼黄树涛许立福张玉璞于晓琳沈阳理工大学机械工程学院

采用硬质合金涂层刀具高速铣削AF1410高强度钢,基于单因素试验法研究了切削参数对切屑形态和毛边形态的影响,分析了切屑锯齿间距、毛边几何参数随切削速度和进给量的变化规律。结果表明:切削速度较低时,切屑自由表面形成上窄下宽、上深... 详细信息

采用硬质合金涂层刀具高速铣削AF1410高强度钢,基于单因素试验法研究了切削参数对切屑形态和毛边形态的影响,分析了切屑锯齿间距、毛边几何参数随切削速度和进给量的变化规律。结果表明:切削速度较低时,切屑自由表面形成上窄下宽、上深下浅的剪切滑移变形带,带内剪切变形较小,切削速度增加,绝热剪切变形增大,切屑自由表面形成平行的锯齿形态,锯齿间距随切削速度的提高而增大;在高速切削条件下,锯齿间距随进给量的提高而略有增大,切屑由顶部沿锯齿节间沟槽发生纵向撕裂形成毛边,毛边宽度和高度随切削速度先增大后减小,随进给量减小。

关键词：高速铣削高强度钢锯齿形切屑切屑毛边

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镍基高温合金高速铣削切屑形成机理与表面粗糙度研究

镍基高温合金高速铣削切屑形成机理与表面粗糙度研究

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作者：宁福达大连理工大学

学位级别：硕士

镍基高温合金材料具有优良的材料力学特性,被广泛用于制造航空航天发动机和燃气轮机的关键热端零部件。随着我国航空航天、船舶、能源等重大装备制造业的迅猛发展,镍基高温合金零件的需求量不断增加,其加工表面质量的要求逐渐提高。然而... 详细信息

镍基高温合金材料具有优良的材料力学特性,被广泛用于制造航空航天发动机和燃气轮机的关键热端零部件。随着我国航空航天、船舶、能源等重大装备制造业的迅猛发展,镍基高温合金零件的需求量不断增加,其加工表面质量的要求逐渐提高。然而,在对镍基高温合金进行常规切削加工时,零件高质高效的加工要求已经无法得到满足,严重制约了该类零件的广泛应用。高速切削加工技术作为一项先进制造技术,具有切削力小、材料去除率高、加工精度高、零件表面质量好等显著优势,为镍基高温合金零件的高质高效加工提供了一种有效手段。然而,镍基高温合金高速切削机理和工艺技术的研究还不是很充分,成为目前镍基高温合金零件制造领域亟需解决的关键问题之一。本文以镍基高温合金材料为研究对象,通过理论分析和试验研究相结合的方法分析切屑形态(锯齿形态和毛边形态)的形成过程及其在不同切削速度下的演变规律,研究切屑形态的变化对切削力及表面粗糙度的影响。在此基础上分析表面粗糙度受不同因素的影响规律,建立镍基高温合金表面粗糙度预测模型,并对切削参数进行工艺优化,实现对镍基高温合金高质高效加工的探索,为提升热端零部件的表面质量及生产效率提供一定的参考。本文主要研究内容为：首先,开展高速铣削试验,研究镍基高温合金高速切削下的切屑形态;探讨镍基高温合金发生绝热剪切失稳的临界条件,分析锯齿形切屑的形成过程,并研究切屑自由表面的锯齿形态与切屑底面划痕特征随切削速度的变化而呈现出的演变规律;此外,分析切屑毛边的形成过程与特点,研究该形态的几何特征在不同切削速度下的变化规律,并基于切屑毛边形态的变化探讨其对切削力的影响。其次,针对镍基高温合金的材料特性,分析其表面粗糙度的形成原理,建立表面粗糙度Ra值的理论计算表达式;研究已加工表面不同位置处的表面形貌,为本文已加工表面的表面粗糙度评价奠定基础;探索切屑毛边形态演变对表面粗糙度的影响,为控制切屑形态、提高表面质量提供试验依据;通过工艺试验研究不同切削用量和切削介质对表面粗糙度的影响规律。最后,基于响应曲面法建立了镍基高温合金高速铣削下的表面粗糙度预测模型,对模型进行显著性和拟合度检验,并验证预测模型精度;分析了切削速度、每齿进给量、轴向切深三个切削用量的交互作用对表面粗糙度的影响规律,以材料去除率和表面粗糙度为目标,对切削参数进行工艺优化,优化结果对实际生产加工具有一定的参考价值。

关键词：高速铣削镍基高温合金锯齿形切屑切屑毛边表面粗糙度

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