硬质合金刀具动态可靠性与失效率分析

"切削刀具的动态可靠性及失效率研究，王新刚，东北大学机械工程及自动化学院，沈阳110819" 本文由王新刚副教授撰写，主要探讨了硬质合金刀具在断续切削过程中的动态可靠性及其失效率问题。在金属切削加工中，刀具的可靠性直接影响到生产效率和产品质量。作者分析了硬质合金刀具在进行不连续切削时可能出现的主要失效模式，这些失效模式可能是由于刀具承受的冲击载荷所导致的。 王新刚的研究考虑了冲击载荷作用次数对刀具可靠性的影响。他采用了应力-强度干涉模型，这是一个广泛用于疲劳分析的理论，它基于材料内部应力与材料强度之间的关系来预测疲劳破坏的可能性。此外，他还结合了随机过程理论，以更全面地理解在不断变化的工作条件下刀具性能的变化。 通过这些理论方法，王新刚构建了一个硬质合金刀具的动态可靠性数学模型，这个模型能够描绘出在断续切削过程中刀具可靠度随时间的变化趋势。同时，他还建立了一个以载荷冲击次数和加工时间为度量指标的刀具失效率计算模型。失效率是衡量设备失效频率的关键参数，对于理解和预测刀具寿命至关重要。 研究表明，随着加工过程中载荷冲击次数和时间的增加，刀具的可靠度会呈现逐渐降低的态势。这一发现符合经典的“浴盆曲线”，该曲线通常用来描述设备的生命周期，包括早期失效期（制造或安装缺陷）、偶然失效期（正常工作期间的随机失效）和耗损失效期（磨损或疲劳导致的失效）。 论文的结论指出，通过动态可靠性模型和失效率曲线，可以精确地划分出刀具的不同失效阶段，这为选择合适的试验时机、确定刀具修复时间以及估算可靠寿命提供了理论支持。这对于优化切削工艺、延长刀具寿命和提高生产效率具有实际指导意义。 关键词涉及的领域包括机械学、刀具技术、动态可靠性、临界疲劳应力和冲击载荷，这反映了研究的多学科交叉性质。文章的中图分类号也揭示了其在机械工程和金属切削技术领域的专业性。 这篇论文为理解和改善硬质合金刀具在复杂工况下的可靠性提供了深入的理论基础和实用工具，对于机械工程领域的研究人员和实践者来说，是一份重要的参考文献。