超高速切削现象的理论分析

运用金属学知识和摩擦磨损原理对超高速切削的干现象作了理论分析,结果表明,切削力较普通切削小的原因是切削力更集中地作用于切削层金属,位错易于运动、剪切变形更昂扬 及前后刀面摩擦阻力减小的结果,切削热和切削温度的固有特性与切削过程的剪切变形和前后刀面的摩擦挤压人艇特点相关;高的表面质量有赖于积梢瘤和鳞刺的消失,但后刀面与加工表面的摩擦挤压引起的隆起残留量的减少也起着重要的作用。     

切磨过程中花岗石材料去除机理研究

深入理解切磨过程中花岗石材料的去除机理是优化加工设备，加工工具以及加工参数的基础。本文研究了花岗石的断口表面、锯切表面、粗磨表面以及精磨表面形貌特征，并结合切磨过程中临界载荷、单颗金刚石磨粒所承受的切削力以及比能特征，对加工表面形成机理进行了分析。研究表明，材料的去除机理与单颗磨粒的最大切削厚度直接相关。随着单颗金刚石磨粒最大切削厚度的减小、花岗石的去除方式也逐渐由脆性断裂为主转为塑性流变为主。由于不同的材料去除机制对应不同的能量消耗，可以通过调节单颗磨粒的最大切削厚度控制材料的去除方式，进而控制能量消耗。因此，均匀的磨粒出露高度对于控制切磨过程中材料的去除机理和优化加工过程具有重要意义。     

超声波辅助PDC切削齿振动破岩仿真分析

PDC钻头在软至中硬地层钻进时具有钻速高、使用寿命长、设计灵活等显著优点,在钻井领域中的需求量逐年增加。而超声波钻进作为一种新型碎岩技术,由于在钻进过程中具有穿透能力强、钻进效率高等优点而获得了广泛关注。以超声波振动辅助PDC钻头破岩有望取得良好的钻进效果。为此,基于线型Drucker-Prager模型,利用ABAQUS软件建立了超声波辅助PDC钻进振动切削岩石的二维有限元模型,分析了不同超声波振动频率下PDC钻进破岩比功和切削力的变化规律,比较了超声波振动切削与常规切削岩屑形成过程的差异。研究结果表明,当激励频率从20 kHz至40 kHz增长的过程中,破岩比功与平均切削力都呈现先减少后增加的变化趋势,即存在一个最优频率位于25~30 kHz间,使破岩比功最小,钻进效率最高;超声波辅助振动切削的破岩方式与常规切削的塑性破坏不同,主要以脆性破坏为主,其切屑形成过程共分为4个阶段,且切削力保持为零的阶段较常规切削更为明显;当激励频率接近岩石固有频率时,超声波振动切削的平均切削力较常规切削小20.5%,并更易产生大块岩屑,使岩石产生更多体积破碎,从而提高破岩效率。     

旋挖钻机碎岩计算方式的分析探讨

结合外载碎岩基本现象,对旋挖碎岩基本过程进行分析,得出其在回转钻进情况下的螺旋破碎的碎岩形式。然后根据岩石破碎时的压入条件,以单个截齿为研究模型,得出轴向压力的理论计算公式,继而参考库伦纳维的内摩擦理论,得出了切削力的理论计算公式。根据不同钻具形式,将单个截齿的计算公式扩展,得到了旋挖钻机压力和扭矩参数的计算公式。将轴向力与切削力计算公式中在特定工况下的影响因子简化,得出了旋挖钻机钻进过程中进尺速度与切削力的理论关系。最后利用LS-DYNA动态分析软件模拟了单个截齿在不同侵深条件下的切削力变化曲线,并将曲线与同等工况下理论计算的曲线进行对比,得出单个截齿的入岩参数理论计算公式。可为入岩旋挖钻机设计提供参考。     

超高速切削现象的理论分析

运用金属学知识和摩擦磨损原理对超高速切削的若干现象作了理论分析,结果表明,切削力较普通切削小的原因是切削力更集中地作用于切削层金属,位错易于运动,剪切变形更易发生,以及前后刀面摩擦阻力减小的结果;切削热和切削温度的固有特性与切削过程的剪切变形和前后刀面的摩擦挤压作用特点相关;高的表面质量有赖于积悄瘤和鳞刺的消失,但后刀面与已加工表面间的摩擦挤压引起的隆起残留量的减少也起着重要的作用。