雙刃刀具切削時自然分屑臨界條件的實驗研究.pdf

1、機械加工行業(yè)是一個高能耗能的行業(yè)，而刀具作為重要的機電產(chǎn)品，在生產(chǎn)使用中其切削能耗偏高，造成大量的能源浪費，從而使得切削效率低下、切削狀況惡化。然而，國內(nèi)刀具行業(yè)卻對刀具節(jié)能技術(shù)不夠重視，刀具的設(shè)計制造主要停留在仿制和依靠經(jīng)驗計算階段，并沒有將先進的刀具結(jié)構(gòu)設(shè)計以及切削理論考慮在內(nèi)。復(fù)雜刀具的切削過程中，當發(fā)生自然分屑時，切削力以及切削能耗將顯著降低，因此如果將自然分屑機理應(yīng)用于實際的刀具設(shè)計當中將有助于減小切削力、降低能耗、提高切削效

2、率、改善切削狀況，從而提高國產(chǎn)刀具的市場競爭力。然而關(guān)于自然分屑的研究卻并未引起人們的足夠重視，為此，本文通過建立雙刃刀具的排屑向量數(shù)學模型，探究影響自然分屑的因素，并通過多水平、多因素實驗尋找不同材料的自然分屑的臨界條件，并根據(jù)螺紋車削實驗將前述所得結(jié)論進行了一般性推廣。
　　主要研究內(nèi)容如下：
　　首先，介紹了非自由切削理論以及單元刀具排屑向量數(shù)學建模的建立方法，并根據(jù)該模型推導(dǎo)出了雙刃刀具排屑向量與刀具幾何角度以及流屑

3、角之間的數(shù)學關(guān)系式，從而為后續(xù)實驗的相關(guān)因素的確定以及非自由度系數(shù)的計算奠定了基礎(chǔ)。
　　其次，根據(jù)雙刃車刀切削時自然分臨界屑條件為切削用量和刀具幾何角度的復(fù)雜曲面，而切削實驗條件下切削用量和刀具幾何角度難以連續(xù)變化的特點，提出了采用逐步縮小實驗時切削用量和刀具幾何角度取值范圍，通過多輪實驗，來獲得相對準確的自然分屑臨界曲面的具體方法。
　　然后，設(shè)計了雙刃車刀橫切45鋼和304不銹鋼圓盤工件的多輪切削實驗，擬合出了相應(yīng)的自