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.     

切削力经验公式的试验研究

在对切削力的测试与研究的基础上，修正了传统的切削力经验计算公式，用修正后的经验公式计算切削力更接近于实测值。     

钛合金Ti6Al4V铣削加工中切削力的三维数值模拟

结合航空钛合金立铣加工的实际情况,提出了主、副切削刃同时进行切削的螺旋齿双刃切削有限元模型,进而利用该模型对航空钛合金Ti6A l4V进行了铣削加工切削力的三维数值模拟研究,得到了铣削过程中切削力的变化曲线和数值,揭示了铣削过程一个周期内切削力的变化规律.通过铣削力实验测得了相同切削条件下的切削力,实验结果与有限元模拟结果较为一致,证明所建立的有限元模型是正确的,可用于预报铣削力值.切削力三维数值模拟的研究为钛合金这种难加工材料切削加工工艺参数优化、刀具的合理选择及其优化设计奠定了基础,同时也为进一步有效控制钛合金航空薄壁零件因切削力作用引起的加工变形提供了新的研究手段.     

钛合金Ti750切削力和刀具磨损试验

研究了新型耐高温钛合金材料Ti750在切削试验中的表现,采用单因素试验法和正交试验法分析了背吃刀量、进给量和切削速度对Ti750切削力的影响,并通过多元非线性回归建立切削力经验公式.探究了山高TS2000、山高TH1000以及PCBN 3种刀具切削Ti750材料时的刀具耐用度.试验结果表明：背吃刀量对Ti750的切削力影响最大,其次是进给量,切削速度对切削力的影响较小;PCBN切削Ti750易崩刃,TH1000表现良好,TS2000的磨损量最小且耐用度最好.     

振动攻丝切削力及加工精度的研究

定性地分析了振动攻丝的运动机理和工艺系统动力学特性,指出脉冲状切削力是造成切削力均匀值大幅度降低和系统刚性增强的主要原因,根据振动攻丝基本原理,研制出具有振动攻丝功能的振动攻丝卡头,并利用该卡头对振动攻丝切削和螺纹加工精度进行了系统的实验研究,结果表明,采用振动攻丝,其切削力呈现出理想的波形化效果,切削力平均值为普通线的１／２－１／５,丝锥寿命显著提高,螺纹加工精度明显改善。     

切削力实验数据的计算机辅助分析与处理

介绍了一个用于切削力实验数据分析与处理的软件。文中主要介绍了软件的组成与各模块功用,双对数坐标的建立,回归线的绘制,并给出了应用实例。     

岩石切削力研究

采用单因素法和二次回归正交组合设计法，详细研究了辉绿岩、花岗岩和大理石的切削力性质；提出了合理选择岩石切削加工工艺参数的原则；给出了若干可供岩石切削机械设计使用的切削力经验公式；为进一步建立岩石切削力理论公式打下了基础。     

钛合金复杂型腔电火花加工工艺参数的试验研究

基于电火花成形加工的特点,对TC4钛合金复杂型腔的电火花加工进行了试验研究,分析了脉冲宽度、脉冲间隔及峰值电流等工艺参数对加工速度及电极损耗等工艺指标的影响.结果表明,峰值电流对工艺指标的影响较大,加工速度随峰值电流的增大和脉冲间隔的减小而增大.电极损耗随峰值电流和脉冲间隔的增大而增大,并随脉冲宽度的减小而增大.     

摆线铣开槽加工切削力分析

针对摆线铣开槽加工工艺,建立了从刀具接触工件到完成切削整个过程刀具与工件的接触角模型.在接触角模型的基础上利用微元法建立了立铣刀切削力模型,开展切削实验获取了切削力系数,并通过对比预测值与实测值,验证了切削力模型的正确性.最后对比分析了摆线铣和行切法在效率、主轴转速、切深相同的条件下,加工相同尺寸的槽,刀具的受力情况.结果表明：采用摆线铣加工方式,刀具和工件的平均接触角以及刀具所受的切削力都要明显小于行切法.所以使用摆线铣方式,加工过程更为稳定,刀具寿命更长,从而可以采用更高的进给和更大的切深来提高加工效率.     

基于BP神经网络的钛合金切削力研究

由于切削力预报与控制直接影响切削加工的质量和成本,为了节省大量的切削试验成本与精力,提高建模效率,本文提出在进行少量的切削钛合金试验,获取一定的样本数据的条件下,建立基于BP神经网络对切削钛合金切削力预报,获得较好的预测精度,精度误差控制在4%以内.     

聚晶金刚石刀具加工钛合金热塑剪切失稳研究

采用聚晶金刚石(PCD)刀具,以不同的切削速度对钛合金Ti-6Al-4V进行了切削实验.通过分析切屑的金相和扫描电子显微(SEM)照片,对PCD刀具加工钛合金Ti-6Al-4V的热塑剪切失稳现象进行了深入研究,分析表明发生热塑剪切失稳时锯齿形切屑齿尖角随切削速度先增大,后减小,并通过计算锯齿形切屑内的剪应变、测量剪切带内外的显微硬度和切屑内的X射线衍射分析证实了在发生热塑剪切失稳时钛合金的组织发生了相变.     

超声振动切削皮质骨切削力的仿真研究

骨钻孔手术中过大的力和扭矩易造成钻头折断、骨组织损伤等问题.在普通钻削上加载超声振动,有助于改善手术效果.将钻削过程简化为二维正交切削,研究超声振动辅助切削机理,利用Abaqus建立皮质骨切削模型,对比分析了有无超声振动的切削力情况,通过正交试验研究不同参数对切削力的影响并建立预测模型.结果表明:在超声振动条件下切削力明显小于普通切削,且切削层厚度和振幅对切削力的影响较大,切削速度和频率影响较小,合理选用参数可以降低切削力.     

油气雾化技术在钛合金加工中应用研究

为了提高金刚石刀具切削钛合金零件的表面加工质量,减轻金刚石刀具的磨损,提出一种以二氧化碳、水及植物油雾化后的雾状混合物作为冷却介质的加工技术.冷却介质经研制的油气雾化装置喷淋到切削区,达到冷却、润滑及保护金刚石刀具的目的.对比实验表明,利用油气雾化技术,二氧化碳气体能够更充分地接触加工表面,使工件加工表面中微量铁原子直...     

麻花钻的钻削参数对钛合金钻削性能的影响

为提高麻花钻对钛合金材料的钻削工艺,采用DEFORM-3D软件建立了麻花钻钻削钛合金的有限元仿真模型。应用正交试验分析了在钻削过程中,钻头直径、钻削速度、进给量3个因素对麻花钻轴向力的影响。采用极差和方差分析,确定了最优钻削参数组合并检验了各因素对轴向力的显著性。根据正交试验数据,利用MATLAB软件进行了多元线性回归分析,建立了钻削力的数学模型。通过经验公式计算与仿真数据的对比分析,为后续钛合金材料在实际钻削加工过程中钻削参数的选择、优化提供了理论依据。     

切割对铝合金厚板残余应力分布影响的仿真与分析

使用有限单元法对切割加工过程对于铝合金厚板残余应力分布造成的影响进行研究,利用大型商用非线性有限元软件MSC.Marc提供的单元生死技术建立7075铝合金厚板切割的有限元模型,对切割前、后铝合金厚板内应力的变化进行模拟,并进行实验验证.仿真和实验结果表明:切割产生的边缘处由于失去原有相邻的材料对其的拉伸或压缩作用,应力减小,应力变化随着与边缘距离的增加而减小;与边缘的距离超过板材厚度的部分应力变化很小,可以忽略;切割对表面应力的影响较大、对芯部应力影响较小;对与其方向垂直的应力影响较大,对与其方向平行的应力影响较小.     

磨料水射流偏摆切割模型及试验

为研究水射流切割特性,提高切割效率,使用量纲分析法建立偏摆切割的切深模型,并针对偏摆切割的切割特性进行试验研究.基于模型计算结果和试验数据分析了主要工艺参数特别是偏摆角度对切深和断面质量的影响.结果表明,模型能够较好地预测切深,偏摆切割可以起到加大切深和减少断面斜条纹的作用,可使切深增大的有效偏摆角范围随压力升高而扩大,最佳偏摆角度随进给速度增大而增大,随靶距提高而减小.     

铝合金加工用刀具的使用研究（一）

当前我国各机械加工生产厂家引进国外进口设备及生产线较多,实现引进设备及生产线上刀具的国产化以降低生产成本,成为当前国内整个机械加工领域亟待解决的问题。     

陶瓷刀具切削硬质材料的研究

通过采用陶瓷刀具FG-1、LT55、SG-4切削淬硬工具钢T10A和采用LT55陶瓷刀具切削铬基合金的切削试验,研究了FG-1、LT55、SG-4三种陶瓷刀具切削淬硬工具钢T10A的切削性能,并得出陶瓷刀具LT55切削铬基合金时比较理想的切削参数。