摘要：研究了磁场辅助刀具切削加工技术在微织构刀具切削中的表现,基于ANSYS软件对切削加工夹具进行了设计和有限元仿真,根据毕奥—萨伐尔定律设计磁场发生装置并搭建磁场辅助切削平台,探究了磁场参数对切削性能的影响。在施加一定的磁场强度和不同磁场方向(微织构方向平行于磁场方向记为DIR1,微织构方向垂直于磁场方向记为DIR2,切屑方向平行于磁场方向记为DIR3)下,使用微织构刀具(TT)和磁性纳米流体(MNF)对316L不锈钢进行切削试验,并使用SEM和EDS等技术对加工工件进行表征和分析。试验显示,在磁场方向为DIR1的情况下,使用微织构刀具能够获得最优的切削性能。结果表明,磁场参数的选择对微织构刀具切削性能有重要影响,同时在实际应用中为磁场辅助切削加工技术提供了指导。

摘要：目的针对目前车削Inconel 718镍基高温合金主要面临的可加工性差和刀具磨损两个问题,提出表面微织构技术进行刀具设计与制备。方法首先建立微织构刀具的理论刀-屑接触长度模型,其次,利用理论刀-屑接触长度模型,建立表面织构刀具切削力的理论模型以及切削热的理论模型;最后,根据理论刀-屑接触长度的变化规律,对微织构刀具的切削力、切削温度进行理论分析,并最终建立有限元仿真模型。结果通过有限元仿真结果表明微织构刀具比硬质合金刀具的车削性能要好。结论与硬质合金刀具的切削力对比,微织构刀具的三向切削力均偏小;且轴向力、径向力在一定范围内波动,主切削力呈增长趋势。与硬质合金刀具的切削温度对比,微织构刀具可以降低切削过程中切削热,且圆形微织构刀具是3种微织构刀具中切削温度最低的;与硬质合金刀具对比,表面微织构可以降低刀具表面磨损问题,减少刀具与切屑的挤压作用和摩擦作用,且不同形状的表面织构产生的磨损深度不同。

摘要：高温镍基合金在切削加工过程中,较大的切削力会产生较高的切削温度,造成刀具磨损严重、加工表面质量差等加工难题。在刀具前刀面加工区域,设计微观织构(微织构)可以改善切削加工中刀-屑接触面的摩擦润滑状态,从而改善刀具的切削性能。采用有限元仿真软件对正弦型微织构刀具进行切削镍基合金的仿真实验,通过正交实验研究正弦型微织构刀具的织构刃边距、织构宽度、织构间距、正弦曲线幅值和周期长度5个织构参数对刀具切削性能的影响,并优化了正弦型微织构刀具的织构参数。结果表明:正弦型微织构刀具的主切削力降低程度与织构参数密切相关,且织构参数对主切削力大小的影响程度依次为:织构刃边距>织构间距>织构宽度>正弦曲线幅值>周期长度。优化后得到的刀具切削力、切削温度和断屑能力优于优化前无微织构刀具。

摘要：针对微织构刀具对切削工件表面残余应力的影响,设计不同尺寸的垂直槽和平行槽微织构,利用有限元仿真技术,模拟不同类型、不同尺寸微织构PCBN刀具干式车削GCr15试验。通过对有限元结果进行研究分析,得到已加工表面残余应力分布情况,并与无织构PCBN刀具对比,分析微织构对已加工表面残余应力的影响。有限元仿真结果表明:与无织构刀具切削工件表面获得拉应力相比,槽型织构刀具切削后的工件已加工表面呈现压应力,提高工件表层的耐磨损和耐疲劳性能;宽度50μm垂直槽和宽度40μm平行槽刀具切削得到的工件表面压应力最大,对工件表面应力分布影响最显著。

摘要：为了提升钛合金切削刀具的切削性能,设计了3种不同形貌的微织构刀具,并基于不同切削参数,利用有限元软件对钛合金切削过程进行模拟仿真。对比研究了钛合金切削过程中切削力、切削温度和刀具磨损等主要切削性能要素的变化规律。研究结果表明:在设定的切削参数下,微织构刀具的切削温度和刀具磨损均低于无织构刀具,但其切削力略高于无织构刀具。微织构刀具对切削温度和刀具磨损分布的影响优于无织构刀具。其中V形凹槽织构刀具(T-V)将切削温度降低了25%~37%,刀具磨损降低了27%~39%,综合评价表明其综合切削性能优于T-H,T-N和T-K 3种刀具。不同形貌的微织构刀具的研究可提升刀具的切削性能,为微织构刀具设计提供理论参考。

摘要：微织构刀具和传统刀具相比减摩性好,可以降低切削力和切削温度。对于微织构刀具对切削性能影响的研究,需要以大量的微织构刀具模型为基础,来研究不同形貌、不同尺寸参数的微织构刀具的特性。基于UG二次开发进行微织构刀具的参数化设计,主要运用UG/Open GRIP进行模型的建立,综合运用Menu Script和Block UI Styler进行交互页面的设计,最后通过基于C++的UG/Open API与UG/Open GRIP相互调用实现微织构刀具的参数化设计。该系统降低了研究人员进行研究前准备工作的时间,缩短了微织构刀具的研究周期,提高了科研效率。

摘要：为揭示表面微织构形貌对刀具切削性能的影响,以沟槽微形微织构和无织构硬质合金刀具为研究对象,运用AdvantEdge软件开展Ti6Al4V干切削仿真研究。结果表明,相比于非织构刀具,微织构刀具散热性能更优,切削力和切削刃最大应力均更低。研究方法可为微织构刀具设计提供一定的参考。

摘要：刀具磨损是金属切削加工业遇到的主要问题。提高刀具耐磨性能,能够有效改善加工零件表面质量,减少机床损坏,降低加工成本。为此,在刀具表面上构造仿生物体表非光滑微织构形态,能够改善刀具耐磨性能,实现绿色切削加工。介绍了仿生物体表非光滑形态的种类,归纳了仿生物体表非光滑形态微织构刀具的耐磨机理、织构类型、织构排布形式、切削质量等方面的研究概况。研究结果表明,有效利用某些生物体表面存在的非光滑微织构形态,能大幅度提高刀具耐磨性能。提出并分析了当前仿生物体表非光滑织构形态刀具研究中尚待解决的一些关键性问题,并给出相应的解决办法。这些研究将为提高刀具耐磨性能提供一种新的发展方向。