基于机床稳定性的铣削力系数的研究

在高速高精度切削加工过程中,机床颤振问题严重影响加工质量,并制约着生产效率的提高.为提高机床加工性能、保证切削过程的稳定需要对切削颤振进行预测分析,最常用的方法是通过绘制稳定性叶瓣图对机床不同加工条件下的稳定性进行预测分析.本文以解析法确定叶瓣图为基础,通过试验与数值分析确定数控加工中心径向力系数与切向力系数两个重要参数,并通过仿真模型验证其准确性,为绘制机床稳定性叶瓣图提供重要依据.     

基于J-C本构模型的2A12铝合金高速铣削特性研究

针对高速切削过程中切削参数选取优化问题,基于ABAQUS软件建立硬质合金刀具高速切削2A12铝合金有限元模型,通过仿真方法分析切削参数和刀具参数对切削力的影响,并进行铣削实验对仿真结果进行对比.误差在17%以内,验证了仿真模型的可用性.为高速铣削铝合金工件过程中,选择合理刀具几何参数与切削参数提供了理论依据.     

“S”形试件间歇性切削温度场建模与分析

切削温度场分析是"S"形试件切削热变形分析的基础。该文基于接触面瞬时相等原理建立了切削区域热量分配模型。结合热源法、热量分配模型和温度实验结果,提出并建立了"S"形试件完整的间歇性切削温度场模型。通过热力耦合仿真实现了"S"形试件切削温度场预测,给出了切削温度载荷和冷却液施加方法,以及强制对流系数计算方法。在Parpas-PM20五轴数控加工中心上设计并搭建了基于热电偶法的"S"形试件加工过程温度场实验平台。切削热有限元仿真与实验研究结果验证了切削温度场分析方法和切削温度场预测结果的准确性。     

高速切削刀具在数控加工中的应用

高速切削刀具在数控加工的过程中存在一定的技术优势,但是受技术和操作行为的影响仍然有着许多加工问题,必须要进行全面的可靠性分析,保证数控的模块化控制分析,实现数控加工技术的全面推广。本文从制造业的发展现状出发,分析了高速切削刀具的优势所在,总结了高速切削刀具在数控加工中容易出现的问题,并提出了高速切削刀具在数控加工中的应用措施,为我国数控机械制造业提供了刀具应用的实效建议。     

基于UG和Vericut复杂曲面零件设计与加工

为了有效提高复杂曲面零件的加工质量和加工效率,该文首先分析复杂曲面零件数控加工的难点,接着以QQ公仔模型为例,论述了UG和Vericut软件在数控加工中应用过程,包括曲面造型、工艺安排、仿真加工、实体切削验证,结合3轴联动FANUC数控加工中心实现了实际的数控加工。通过实践表明,该方法提高了复杂表面零件表面加工质量,能缩短产品设计与制造时间,提高了生产效率。     

数控加工中心健康监测系统的研究与应用

为提高数控加工中心的运行可靠性,降低数控加工中心批量加工过程中因为刀具磨损而造成的残次品率,设计一套数控加工中心主轴负载健康监测系统.以机床主轴负载信号为研究对象,通过工控机与数控系统实时通信采集主轴负载数据,分别应用小波分析法和阈值法分析数据,对原始信号进行相关性分析和回归分析,构建负载阈值模型,确定判断标准.将建立的模型与现场加工情况进行比较,结果表明该模型可以准确监测数控加工中心加工异常状况.     

数控加工工艺的可靠性优化设计

通过对数控加工的特点、决策规则以及创成模型的分析进而对数控加工工艺创成过程进行介绍,之后对基于加工中心的数控加工工艺进行了分析,并说明机床加工过程中存在许多误差因素,机床的加工精度的提高与实际的生产工艺及生产条件有很大关系.要想生产出精度较高的产品需要工艺人员不断的尝试并积累每次的工艺数据,以验证设计数据并在以后的设计中予以更正.     

加工中心的虚拟建模仿真研究

通过Pro／E的强大的三维产品设计功能,对加工中心进行虚拟建模;其中毛坯模型的建立采用优化离散矢量模型法。利用VC＋＋环境下OpenGL的渲染动画效果,实现对数控加工中心加工过程的控制,从而实现加工中心的虚拟仿真（即虚拟制造）;同时验证了在虚拟加工环境下,加工中心对数控程序的验证时间大大缩短。     

改进的Voxel模型及其精度验证算法的研究

分析了五轴数控加工仿真中常用的三维实体建模方法的优缺点,并提出了改进的Voxel模型,可以有效的降低模型的空间复杂度,同时结合三向Dexel射线求交算法和动态标志位复位技术,能够有效的提高切削判断计算速度,保证数控仿真的实时性.在此基础上,引入了精度验证的概念,阐述了各种精度验证算法的思想,并将Z&N精度验证算法应用于改进的Voxel模型中,达到验证模型误差在可接受范围内的目的.     

干切削过程中切削力和切削温度的数值模拟及试验

建立了基于拉格朗日增量法的切削有限元模拟模型并分析了正交干切削6061-T6过程中切削力以及切削温度的变化.工件材料的流动应力看成是应力、应变以及温度的函数.模拟过程从刀具切入工件开始直到达到稳态.计算结果包括切屑形态,以及应变、应力、应变速度和温度的分布.同样条件下的多组切削试验用于验证有限元模型的正确性.     

高速磨床主轴模态测试与分析研究

在MSC.PatranNastran软件平台上建立了CNC8312A高速凸轮轴磨床主轴在支承约束状态下的有限元模型,对其结构进行了动态分析与优化并得到了主轴的最优结构模型,应用LMS振动及动态信号采集分析系统对优化前后的主轴进行了模态测试与分析.实验表明,测试得到的主轴动态特性和利用有限元软件仿真分析得到的主轴动态特性是一致的,优化后的主轴1阶固有频率明显提高,利用有限元软件进行高速磨床主轴结构优化是可行的.     

复杂结构件端铣加工过程仿真及表面误差预测

针对复杂结构件端铣加工变形问题,用理论与实验相结合的方法进行端铣加工过程仿真及误差预测.用实验方法对修正的端铣切削力理论模型进行验证,将理论计算与有限元方法相结合,采用加工过程离散与载荷等效的方法将瞬态切削载荷动态施加于工件的有限元模型上,应用热-力耦合分析方法,模拟复杂结构件的端铣加工过程,预测工件被加工表面变形误差.实验及仿真结果验证了所提出的仿真预测方法的可行性与有效性.     

压缩比对大应变挤出切削过程影响的有限元分析

介绍纳米晶材料的加工前景和纳米晶带材的一种制备方法,即大应变挤出切削。建立了基于大变形有限元理论的平面应变正交切削有限元仿真模型。采用Deform对切削过程进行仿真,研究了切削过程中压缩比对切削力、等效应力、等效应变和切削温度的影响,旨在探索大应变挤出切削过程中压缩比对切削过程的影响规律,优选出合理的切削参数。     

基于NX6的五轴加工中心数控加工仿真系统设计

NX的集成仿真校验（ISV）是一个完全可定制的用于仿真完整机床加工过程的模块。它辅助用户建立精确的机床运动模型,以便在NX的制造环境中预览所有的机床加工操作。本文以HURONK2X8_FIVE机床为例,介绍了在NX6环境中创建五轴加工中心数控加工仿真系统的方法。     

复杂曲面工件的数控加工──CA141汽车6102型发动机活塞裙部曲面加工的研究

本文针对CA141汽车6102型发动机活塞裙部曲面的数控加工问题对复杂曲面零件的数控加工问题进行了理论研究和试验研究．使用“三次样条插值法”、“牛顿分段插值法”、“拉哥朗日分段插值法”等数学方法建立了零件加工面的数学模型以及刀具刀尖加工轨迹的数学模型,并进行了误差分析及比较．在理论建模的基础上进行数控切削试验,从而得出一些复杂曲面工件数控加工的结论．     

数控转塔冲床床身有限元分析与优化

采用ANSYS软件对数控转塔冲床的床身进行有限元分析与计算,研究其在公称载荷下床身的应力与变形情况,将有限元计算结果与实验测试结果相比较,得到正确的有限元模型。在此基础上,对床身进行优化,分析床身主板厚度对转塔冲头位移与床身应力的影响,根据分析结果确定合适的主板厚度,减小冲头部分弯曲,减轻床身质量。     

基于有限元法的机床导轨热特性研究

以往机床导轨热特性分析主要通过传统的计算方法得到导轨热变形的解析解,并没有考虑热源移动对导轨热变形的影响,因此计算结果并不十分精确.应用有限元法,建立导轨的有限元模型,考虑移动热源的影响,对模型进行数值模拟,得到导轨的温度场,并在此基础上得到导轨的热变形量.由于移动热源的影响,与稳态分析所得变形量相差2.52μm.导轨达到热平衡所需时间为1.25 h.由于热变形的影响,导轨在水平面的最大直线度误差为5.03μm,导轨表面的最大倾斜度误差为0.000 218 9°.研究结果为分析导轨热变形对加工精度的影响提供了参考,进而为机床的误差补偿提供了理论依据.     

航空铝合金薄壁件铣削加工变形的预测模型

为预测航空铝合金薄壁件的铣削加工变形,建立三维有限元模型.通过有限元软件MSC,MARC,向有限元模型添加初始应力场、对节点施加铣削力、控制铣刀路径和对模型的网格进行自适应网格细化.使用该模型进行薄壁零件的铣削仿真.仿真结果表明:铣削之后,薄壁零件呈中间凹陷、四周翘起的盆形.同时,零件的薄壁向内部凹陷.为检验仿真结果的正确性,设计验证实验以测量加工后零件的变形.实验的结果与仿真结果相吻合,证明本文提出的有限元模型可有效预测航空铝合金薄壁件的加工变形.该有限元模型可用来选择合适的加工策略以减小航空铝合金薄壁件的加工变形.     

基于振动信号时域分析法的铣齿机故障诊断

高速干切数控螺旋锥齿轮铣齿机在铣齿加工过程中存在振动现象明显、稳定性差、加工精度低,所加工的工件齿面有振纹等技术问题。为了解决这些问题,通过对铣齿机的结构和切削受力进行分析,建立了铣齿机刀具主轴系统的振动模型。依据振动模型设计了基于铣齿机的振动测试实验方案;并完成了振动信号的采集。在信号处理中,为了从实验数据中解析出故障特征信息,采用了时域分析法中的波形诊断方法和数值分析诊断方法。根据振动信号的时域分析结果,得出了机床产生振动的根源,即机床主轴存在轻微的不平衡、主轴前轴承存在损伤和刚度不足的问题。研究结果为机床结构的优化设计提供了参考依据。