基于PFC的沥青混凝土铣削仿真及刀具安装优化

基于离散元对沥青混凝土流变特性模拟的优越性,对其切削过程进行动态仿真,克服了传统连续介质力学模型的宏观连续性假设的局限性,可以从微观角度对切削过程进行可视化的数值模拟.研究结果表明：通过单轴压缩试验校正后的模型,得到在不同切削角下切削过程中刀具前刀面受力变化规律,并得出刀具在安装工程中优先选择5～20°切削角的结论,为工程实际提供了参考.     

非圆齿轮滚齿切削力波动特性及抑制研究

滚齿是非圆齿轮加工实现的重要方法,用于节曲线外凸直或斜齿非圆齿轮的高效高精制造,节曲线非圆特性导致滚切力呈现较大幅度波动,影响制造过程稳定性及加工精度,是非圆齿轮滚齿领域需要研究的重要课题。文章基于单位切削力计算原理及圆柱齿轮滚切力的研究成果,采用单次断续切削产生的未变形切屑体积表征滚切力波动态势,构建非圆齿轮滚切未变形切屑模型的获取方法。选取大偏心率卵形齿轮为研究对象,分析滚刀恒速不窜刀联动加工模型所产生的滚切力波动特性,得出该联动加工模型所对应峰值切削力的波动规律。提出一种滚刀恒速并附加窜刀的联动加工模型,该模型具有恒定弧长增量加工特性,对抑制整周滚切力波动具有重要意义,并开展不同滚切深度所对应滚切力波动规律研究,研究结果为非圆齿轮滚切方案的优化制定提供一定的理论依据。     

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.     

高速铣削高强高硬钢加工表面残余应力研究

研究高速铣削高强高硬钢时,铣削参数与加工表面残余应力的关系.进行了高速铣削高强高硬钢时的切削温度、切削力实验研究,分析了切削参数对平均切削温度、平均切削力的影响规律,分析了切削力、切削热以及由其引起的微观组织变化对加工表面残余应力的影响.结果表明,高速铣削高强高硬钢时,加工表面产生明显的残余应力.在所选用切削参数范围内,皆产生残余压应力;切削力以及切削热引起的金相组织变化是产生残余压应力的主要原因;在所选用的切削范围内,随着切削速度的增加,加工残余压应力增大,残余应力的影响深度增大.     

大理石磨削研究(Ⅳ) 磨具磨削作用的力学分析

首先应用岩石力学理论导出了锥压头切削力的计算公式,得出切削力与切削深度的平方成正比即与切削沟槽横截面积成正比的结论。根据这个结论推导出磨削时工件材料切除率的计算公式。理论分析与实验结果是一致的。     

碳纤维复合材料螺旋铣孔细观切削力分析

为了准确预测碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymers, CFRP)螺旋铣孔过程中切削力的变化，在切削力模型中着重考虑CFRP材料的各向异性和纤维方向角的影响，根据不同损伤区域对CFRP细观单元体进行直角切削分析.在此基础上结合螺旋铣孔加工原理，考虑侧刃及底刃的作用，分析不同纤维方向角下切削力的变化情况，建立螺旋铣孔切削力理论模型.开展CFRP螺旋铣孔实验，以测量的三向切削力的周期波动值作为分析依据，求解特定公转角度下的切削力理论值.结果表明切削力理论值与实验值拟合误差不超过16%,验证了CFRP螺旋铣孔切削力理论模型的正确性.     

基于正交试验法的27SiMn钢车削力研究

为了研究难加工材料27SiMn钢的切削规律,采用硬质合金车刀,利用正交法对27SiMn钢进行切削实验,得到切削参数在一定范围内(切削深度:0.3~0.8mm,进给量:0.08~0.2mm/r,转速:200~400r/min)与3个方向切削力的关系,结合线性回归方法得到三向切削力的经验模型。实验结果表明,切削深度对切削力的影响最大,其次是进给量,切削速度影响较小。切削深度和进给量对切削力的影响均是正相关,转速大于320r/min时,切削力随着切削速度的增大而减小。显著性检验结果表明切削力经验公式高度显著。