“S”形刃球头立铣刀的研究（Ⅰ）──数学模型

在分析球头立铣刀刃磨方法的基础上,建立了“Ｓ”形刃球头立铣刀前、后刀面以及切削刃的数学模型．模型的建立对“Ｓ”形刃球头立铣刀几何参数的分析及优化、切削机理的研究、刃磨参数的选择以及刃磨装置的设计都将具有理论意义;对加快“Ｓ”形刃球头立铣刀的国产化制造具有实用价值．     

“S”形刃球头立铣刀的研究（Ⅲ）——刃磨参数分析

在已建立数学模型的基础上，根据建模时的刃磨方法，推导了刃磨参数与结构参数及设计参数的关系式；分析了刃磨参数的变化对设计参数的影响。对“Ｓ”形刃球头立铣刀的机械刃磨及专用刃磨机的设计有理论指导意义。     

非共轴螺旋面微孔钻钻尖的数学模型

根据深微孔加工的特点，阐述了研究钻削深微孔用新型钻尖的重要性；建立了新型钻尖后刀面和前刀面的数学模型；介绍了主切削刃的求解以及非共辆螺旋面钻尖刀面的刃磨原理；得到了给定刃磨参数下钻尖的计算机仿真的结果。     

基于单磨粒的中密度纤维板磨削特性比较研究

  目的  探究圆锥形磨粒和棱锥形磨粒对中密度纤维板（MDF）的磨削特性差异，考察切削刃对于纤维材料磨削去除的作用机制，为实现MDF高效磨削提供理论依据。  方法  采用球头圆锥磨粒和五棱锥磨粒，采用楔形式划擦法，分别对MDF开展磨削试验。使用高速摄像机、三维测力仪、3D轮廓仪测定动态磨削过程、动态磨削力变化以及磨削表面的形貌轮廓等评价指标。  结果  球头圆锥磨粒在沟壑两侧形成更多的材料隆起，但沟壑边沿区域的初始表面完整性更好。当沟壑体积相近时，五棱锥磨粒产生更多的磨屑，且在单道磨削痕迹中产生磨屑的相对时点更早，更明显的磨屑流沿着切削方向从两个前刀面流出。五棱锥磨粒的切向磨削力达到最大值的相对时间点要早于球头圆锥磨粒。两种磨粒磨削MDF时的磨削力与磨削深度均呈现二次幂增加趋势，但五棱锥磨粒对应的磨削力比更大。两种磨粒切削时比磨削能与沟壑体积呈先降低后增大的二次幂关系，并存在一个转折点即临界沟壑体积（对应一个临界磨削深度）；在沟壑体积基本相同时，球头圆锥磨粒真实的比磨削能较五棱锥磨粒更大。  结论  具有明显切削刃特征的五棱锥磨粒在磨削MDF时具有更优的磨削性能，具体表现为更高的材料去除率以及更高的能量利用率。可见，切削刃对于由纤维组成的材料具有重要的磨削去除作用。      

硬质合金刀具高速铣削航空铝合金时的磨损形态及磨损机理

对硬质合金整体立铣刀高速铣削加工航空铝合金时的刀具磨损形态及其磨损机理进行了观察和分析.结果表明:在高速切削条件下,硬质合金整体立铣刀的磨损形态主要表现为涂层破坏、月牙洼磨损、微崩刃、剥落和破损等.磨损机理主要是粘结磨损、扩散磨损以及疲劳磨损.与常速铣削磨损机理的不同之处在于高速旋转形成的热、力耦合的应力场对硬质合金刀具的作用与冲击影响占主导地位.     

PCD刀具微细切削加工研究

对PCD刀具微细切削加工刃下区的弹性应力、弹性位移和弹塑性分界线方程进行了推导，利用PCD刀具进行微细切削无氧铜和硬铝的实验，并对工件表面进行了SEM分析，指出侧向塑流和纵向塑流是影响工件表面粗糙度的主要因素，通过对后刀面熨压作用的分析，提出了PCD刀具后刀面刃磨方向应平行于刀具刃口的建议。     

成形车刀刃形曲线齐次坐标的解析与应用

采用齐次坐标变换的方法对成形车刀切削刃曲线进行了分析，建立了切削刃曲线的一般性变换方程，结合相应的数控源程序，不仅可以提高加工出成形车刀切削刃曲线和校验样板的精度，而且操作方便。     

基于偏最小二乘回归方法的木工刀具磨损分析与建模1）

对在不同切削条件下木材切削加工过程木工刀具磨损的多组试验数据,采用PLSR方法,根据变量重要性指标分析和因子载荷分析,从7个变量及其组合中筛选出了5个用于建模的自变量,以刀具磨损量作为因变量,建立了对所选自变量（切削速度 vc、切削路径lc、切削深度ae、刀具后角α以及刃磨角β等）的PLSR模型;采用建模数据覆盖的切削条件下的试验数据和建模数据未覆盖的切削条件下的试验数据,分别对模型进行了验证。结果表明,采用PLSR方法选择的自变量是合理的,所建立的木工刀具磨损的回归模型可以较满意地计算出不同切削条件下木工刀具的磨损量。     

基于偏最小二乘回归方法的木工刀具磨损分析与建模

对在不同切削条件下木材切削加工过程木工刀具磨损的多组试验数据,采用PLSR方法,根据变量重要性指标分析和因子载荷分析,从7个变量及其组合中筛选出了5个用于建模的自变量,以刀具磨损量作为因变量,建立了对所选自变量(切削速度vc、切削路径lc、切削深度ae、刀具后角α以及刃磨角β等)的PLSR模型;采用建模数据覆盖的切削条件下的试验数据和建模数据未覆盖的切削条件下的试验数据,分别对模型进行了验证。结果表明,采用PLSR方法选择的自变量是合理的,所建立的木工刀具磨损的回归模型可以较满意地计算出不同切削条件下木工刀具的磨损量。     

PDC刀具的刃磨与材料去除机理研究

分别采用固结磨粒刃磨与游离磨粒刃磨的方法对PDC(Polycrystalline Diamond Compact)刀具进行了刃磨试验,利用扫描电镜观察了采用2种不同方法刃磨的PDC刀具刃口形貌,发现固结磨粒刃磨时容易出现刃口崩刃现象,而游离磨粒刃磨则获得了较高的刃磨品质.基于PDC刀具材料本身的物理与力学性能以及2种刃磨方法各自的特点,探讨了影响PDC刀具刃磨品质的主要因素,并针对游离磨粒刃磨的特点,提出了脆性材料的游离磨粒滚动去除机制.     

微机数控群钻刃磨技术等两项成果通过部级鉴定

我校机械系林丞、曹正铨等取得的两项重要科研成果“微机数控群钻刃磨技术研究”和“锥(?)麻花钻的数学模型及其刃磨参数的计算机分析”于1989年1月在长沙分别通过了由国家自然科学基金委员会(材料与工程科学部)和湖南省科学技术委员会联合组织的技术研究成果鉴定及理论研究成果评议。“微机数控群钻刃磨技术研究”解决了长期来国内外都未能很好解决的群钻机械化     

钻削温度测量的试验研究

本文在分析比较国际上有代表性的几种钻削测温方法的基础上,研究了一种新的测温方法,它既能测量钻头切削刃上各点的瞬时温度,又能同时测量工件表面上各点的瞬时温度.通过实验得出了沿切削刃的切削温度分布和切削温度随切削速度、进给量的变化曲线.以及一些有意义的发现。     

基于响应面法的不同锯料角锯齿的木材切削力模型

木材锯切为闭式切削,其中侧刃的作用不可忽视。为探寻锯切过程中侧刃对切削力的影响并将其量化,采用不同锯料角锯齿对樟子松Pinus sylvestris和水曲柳Fraxinus mandshurica做单齿切削力试验,利用响应面分析法中的四因素三水平的Box-Behnken Design（BBD）试验设计和建模方法,研究了锯料角、切削厚度、含水率和刀具前角等参数对切削力的影响,并建立切削力模型。结果发现:采用响应面法建立的木材切削力多元回归数学模型,可较为有效地反映切削力与各因素之间的关系（R2=0.92和R2=0.94）;在闭式切削过程中,锯齿的锯料角对切削力有一定影响,且随着锯料角的增加,切削力缓慢降低;切削厚度对切削力影响显著,其次是刀具前角,木材含水率、锯料角对切削力的影响最小。     

带锯锯切参数阶段实验报告

“木材切削参数”研究課题,主要是研究锯切、銑削、钻削、车削、鉋削、旋切等不同木材切削方式的切削功率或切削力,与印削速度、进料速度、刀具的角度和尺度参数、鋸路高度、切削深度、木材树种、木材的含水率等不同因素的关系,建立适合我国具体情况的计算切削功率和切削力的一整套参数。     

数控机床切削颤振抑制方法研究

研究了通过调节数控机床伺服参数，控制极限切削宽度来抑制切削颤振的新方法。文中建立了包括机械系统、伺服系统及切削颤振环节的数控机床切削系统模型。该模型全面反映了各环节间的相互影响。通过仿真分析了切削系统的稳定性，并通过实验描绘了极限切削宽度与伺服系统参数的关系曲线，为数控强力切削过程中抑制颤振提供了可靠依据。仿真和实验结果表明，数控机床伺服参数与极限切削宽度具有映射关系，文中所述方法实用、可靠。     

关于木材斜角切削的研究——切削力与刃倾角的关系

试验的目的是要找出木材斜角切削时切削力与刃倾角及法面前角的关系,并且将斜角切削力与直角切削力相比较。试验分为斜角纵向切削、斜角横向切削,直角纵横向切削和直角横纵向切削,每种试验包括两种树种和两种切屑厚度。通过试验,得出了斜角纵向和横向切削条件下切削力的实验公式;找出了法面前角对切削力的影响规律;根据斜角切削和直角切削的比较,说明了切削力是不相等的,因此斜角切削力不能用直角切削力的计算参数计算。     

齿纹动刀片结构参数对使用寿命的影响

本文从理论上阐述收割机齿纹动刀片的切割机理。分析了齿纹刀片的磨损规律、组成刀片齿纹诸多空间角度参数的作用及其对“自磨锐”性能的影响。通过对齿纹刀片的外形、结构和参数的合理设计,使刀片在切割茎秆的磨损过程中得到自身的刃磨,获得优良的“自磨锐”和“长齿”性能,从而发挥刀片金属材料的充分利用率,达到延长刀片使用寿命的目的。     

插齿切削厚度计算机辅助计算与绘图

本文在文献[1] 的基础上,进一步研究了插齿刀切入刃、顶刃和切出刃的切削厚度,编制了计算机程序,并绘制了切削厚度曲线图,避免了繁杂的人工计算。     

20CrMo钢干切削过程的有限元分析及性能实验

以20CrMo钢材料本构方程为基础,采用三维仿真软件Deform-3D 建立了20CrMo钢及其切削刀具的有限 元模型,对20CrMo钢的干切削过程进行了有限元仿真,得出了在不同切削用量下主切削力和切削温度的变化规 律,切削过程中刀具和工件的应力及切削热分布情况,对主切削力进行了实验对比分析,验证了仿真的可行性.研 究结果表明:背吃刀量和进给量分别增大1倍时,主切削力分别增加约100%和74%,当切削速度大于60m/min 时,主切削力逐渐减小,并趋向稳定于150N;背吃刀量、进给量和切削速度分别增大1倍时,切削温度分别增加 约7%,9%和22%;刀具的最大等效应力出现在前刀面主切削刃附近,最高切削温度出现在工件切削层第二变形区 的主切削刃附近;模拟得到的主切削力与实验结果之间最大误差为12.2%,最小误差为3.2%.为进一步优化 20CrMo钢的切削工艺提供了重要依据.     

实木门窗料铣削振动理论分析与试验研究

通过运用铣削振动理论分析和试验的方法,分析研究铣削参数对切削振动的影响。对实木门窗料铣削过程建立刀具柔性的2自由度集中参数动力学模型,通过对铣削过程动力学模型的建立获取铣削振动的影响因素参数。然后设计构建实木门窗料铣削振动试验研究平台,由于铣削方式分为顺铣和逆铣,因此为更好地对比不同铣削方式下铣削参数对铣削振动的影响,特进行顺铣和逆铣2种铣削形式下铣削振动作对比。从试验结果分析得知,铣削振动随着切削速度、进给速度和切削宽度大小的变化而产生不同影响,同时也与切削力X、Y、Z方向有一定关系,但顺铣和逆铣方式对铣削振动产生影响较小。实木门窗料铣削振动理论分析与试验研究对实木门窗料铣削加工切削参数及工艺参数选择具有指导意义。