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题目：旋转式快速脱刀试验装置的设计及有限元分析

摘要：通过对国内外快速脱刀装置的文献资料研究，主要包括爆炸式、枪击式、锤击式、弹簧式等。针对国内外实用的锤击式、爆炸式、枪击式快速脱刀装置，分析说明其结构特点和工作原理，比较其工作性能和结构优劣，在总结和汲取以往设计经验基础上对旋转式快速脱刀装置进行设计。

关键词：快速脱刀装置；锤击式；爆炸式；枪击式；弹簧式

1.前言

切削加工是最常用的成形方法之一，但切削加工过程是一个十分复杂的非线性过程。切削过程中的许多物理现象，如切削力、切削热、积屑瘤、刀具的磨损以及切削振动等物理现象都与切屑形成过程的规律密切相关[^[1]]。为研究切削过程中刀具与切屑和已加工表面间的相关现象的状况以及切屑的形成机理，就要分析刀具切削刃处刀屑接触区以及后刀面处的变形情况[^[2]]。使用快速脱刀装置，使刀具突然以较大的加速度离开切削区，通过“冻结”在退刀瞬时的切削状态以获得切屑根部。其根本原理是：让刀具在极短时间（0.001s）内以很高的加速度运动，沿切削速度方向下落，从而令刀具尽快脱离切削区[^[3]]。再将根部和工件分离，制成切屑根部的金相试样，以进行后续的研究。

目前国内外在研究切削过程中的实践工作，已经研制出了多种脱刀装置，多为利用机械能和爆炸能使工件和刀具分离。如：锤击式、爆炸式、枪击式等。本综述旨在总结和汲取各种快速脱刀装置的设计经验，设计一种全新高效、操作简单的旋转式快速脱刀装置。

2.国内外研究概况

2.1锤击式脱刀装置

最简单的快速脱刀装置的结构是利用机械能用手锤敲打或者机床运动部件的撞击使铸铁剪切销剪断，从而使刀具迅速脱离工件，获取切削根部。结构如图2-1[^[4]]所示。