SPH法数值仿真三维切削破岩和切削力估算

以Mohr-Coulomb模型描述岩石,在LS-DYNA中用SPH(Smootheed Particle Hydrodynamics)法模拟三维刀齿切削破岩,探讨切削参数和岩石性质对切削力的影响.基于切削力随各切削参数和岩石性质的变化规律,建立切削力估算公式.用所得公式计算切削力,并与实验值进行比较.仿真结果表明:切削厚度、切削前角、切削宽度、岩石的内聚力和内摩擦角对切削力影响显著,切削速度在较低范围内变化时对切削力影响非常小.三维切削仿真能够较好地反映刀齿两侧岩石颗粒对切削的影响,比二维理论模型更接近实际.所得切削力估算公式能准确计算仿真中的平均切向力,且其计算值能与实验吻合较好.验证了基于SPH法的数值仿真用于研究刀齿切削破岩的可靠性.     

钛合金Ti6AL4V铣削加工的稳定性

针对钛合金工艺性能差的问题,以钛合金Ti6AL4V为研究对象,通过模态实验和铣削力实验,分别测得特定刀具和工件系统的模态参数和铣削力系数。利用在不同切削参数下测得的切削力,应用完全平均和峰值平均两种算法,计算模型的切削力系数。以铣削动力学模型分析为基础,建立颤振稳定性边界曲线,获取无颤振高性能加工工艺参数。该研究可以为航空发动机叶轮叶片铣削加工工艺的优化,提供完善的理论依据。     

基于有限元方法的钛合金加工切削力研究

本文基于有限元方法建立了车削钛合金Ti6Al4V的切削仿真模型.通过将Kistler9257B三向车削测力仪测得的主切削力与通过仿真模型获得的主切削力进行对比,验证了仿真模型的正确性.通过ABAQUS二次开发对仿真模型进行了参数化.利用切削仿真参数化模型对主切削力进行了分析.结果表明:通过试验得到的主切削力与仿真模型获得的主切削力相差小于10%;在所选试验参数范围内,随着进给量增加,主切削力增大;随着刀具前角、切削速度增大,主切削力减小;进给量对主切削力的影响最为显著.     

高速高效刀具切削性能评价与设计技术

1课题研究目标 本课题进行高速高效刀具切削性能测试平台的研究开发,探索高速高效刀具切削过程中的切削力、切削热、刀具寿命等的变化规律,对揭示刀具损坏规律有重要意义,为刀具切削材料性能的优化设计与刀具材料的合理选择奠定应用技术基础;用反求分析和CAE仿真分析手段,对刀具切削刃几何角度和刀具结构参数进行优化设计研究,建立高速高效刀具的结构设计体系,开发高速高效刀具三维CAD参数化、模块化设计平台,形成具有自主知识产权的刀具设计软件。     

卧式铣床升降台高速加工工艺的改进

针对使用传统方法加工卧式铣床升降台存在质量差、效率低的问题,将高速切削加工技术引入卧式铣床升降台的加工过程中,并对卧式铣床升降台加工工艺进行了改进。高速切削加工切削系统的工作频率远高于机床的低阶固有频率,振动较小,大大降低了加工表面粗糙度,提高了加工质量。基于高速切削加工转速高和切削力小的特点,取消卧式铣床升降台半精加工工序,提高了加工效率。     

硬态切削过程建模技术研究发展

硬态切削以加工柔性好、经济性和环保性好等特点，在汽车行业、轴承行业、液压行业等被广泛采用。而针对于预测硬态切削加工性能和优化加工参数等方面，仿真建模技术不仅起到了重要作用，还能更好地反映切削加工本质，对实际生产加工具有一定的理论指导作用。对国内外硬态切削仿真建模方法进行了介绍，综述了切屑形成、切削力、切削温度、刀具磨损和已加工表面质量的仿真建模方法，并对其今后的发展方向进行了初步的展望。     

铣削加工切削力及功率的ANN算法研究

铣削加工是一种复杂的、非线性的切削过程,能否选择合理的切削参数,对铣削加工的切削力及切削功率有很大的影响,这对加工零件质量、刀具及设备的寿命至关重要。ANN(人工神经网络)算法作为处理复杂非线性问题的工具,在工程领域有着广泛应用。建立结构合理的神经网络,快速准确计算切削力及功率,能优化切削参数,降低加工成本。     

《切削力测量实验》改革探索

传统的切削力测量实验为单一的演示性实验,课题组利用计算机测量技术对实验设备进行了调整,并从实验方式上也进行了改革,使实验变为综合性和设计性实验。本文从实验目的,实验设备和实验方式,实际的教学效果等方面进行了介绍,实验通过3届学生的实践教学检验,达到了预期的效果。     

PCBN硬态切削粉末冶金气门座圈的试验研究

为了提高粉末冶金气门座圈实际加工中的加工表面质量和刀具寿命,需要研究聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具硬态切削时切削参数对切削力的影响规律。文章通过正交试验设计,建立了PCBN刀具硬态切削粉末冶金气门座圈切削力的经验公式,并研究了切削用量对切削力的影响。试验结果表明:PCBN刀具硬态切削粉末冶金气门座圈时,刀尖圆弧半径和负倒棱导致径向力相对较大;切削参数中切削深度和进给量对切削力的影响较大,切削速度的影响相对较小;切削V581过程中,主切削力随着切削速度的增加而有所下降;实际加工中应选用较小的切削深度和进给量、较高的切削速度,以提高加工表面质量和刀具寿命。     

基于蒙特卡罗方法的直角切削切削力概率特性分析

考虑随机因素的影响,采用蒙特卡罗数值模拟方法,研究金属切削过程中切削力的统计分布规律.建立非等分平行面剪切区模型,求解切削速度、剪应变以及剪应变率.构建金属切削材料控制方程和温度控制方程,求解剪切区剪切应力及切削力.根据切削参数的分布信息抽取样本,代入切削力模型进行计算,获取切削力,并统计切削力的概率特性,从而提出一种基于蒙特卡罗方法的直角切削切削力预测方法.