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.     

高强钢高效加工层切面铣刀优化设计及仿真分析

利用层切面铣刀对508III钢进行铣削试验,分析切削参数对切削力的影响;以最优加工效率和刀具寿命为目标建立切削参数优化模型,采用遗传算法进行优化,并根据切削参数对刀具结构进行设计;对不同前角组合的刀片进行切削仿真,优化刀齿的角度参数;结合优化的切削参数,对层切面铣刀进行切削力仿真验证.研究工作将为重型高效铣削刀具开发和切削参数优化等提供基础和技术支撑.     

圆柱齿轮滚齿切削力的预测

切削力是滚齿工艺参数优化、刀具磨损预测和机床设计的重要依据. 针对圆柱齿轮滚齿加工,提出了一种基于实体建模技术的切削过程几何仿真方法,实现了未变形切屑的准确提取,进而计算出未变形切屑厚度. 基于微分离散思想,将滚刀刀齿切削刃离散成一系列微元切削刃,采用Kienzle-Victor力模型,建立微元切削力模型,进而构建整体滚刀切削力模型. 结合Kistler 9123C旋转测力仪和DMU50五轴立式加工中心进行滚齿切削力测量试验,试验结果表明,预测的滚削力在幅值和变化趋势上与试验测量结果吻合良好,验证了该滚削力预测方法的有效性.     

7075铝合金薄壁件高速切削变形仿真分析

针对AL7075零件设计中会采用大量薄壁和翼缘结构,加工中如何控制因零件刚度较差而产生的变形非常关键.本文利用Advant Edge FEM有限元软件对AL7075高速切削过程中切削参数变化对工件的变形进行预测.以JC本构模型为基础,基于高速、拐角、切深和切削力的变化仿真对工件变形的位移量进行分析.设计的刀具模型添加了加工动态点,加工模型采用节点分析法,使薄壁变形建模中切削参数和部件的属性相关程度更好.此有限元仿真方法可用于预测薄壁部分的变形,亦可用于选择最佳工艺参数,以实现端铣工艺的稳定性.     

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.     

基于材料损伤演化的钛合金螺旋铣孔切削力仿真模型

切削力仿真是降低实验验证成本、优化工艺参数的有效途径,但是螺旋铣孔为偏心加工,切削力仿真时材料损伤过程难以描述且网格畸变严重,大大局限了仿真预测的应用.通过引入物理分离准则,将断裂能演化方式定义为指数演化方式,确定断裂能参数为44 350 N/m,结合加工周期内轴向和切向进给量取值范围,优化网格划分参数,最终通过ABAQUS软件实现了四齿立铣刀螺旋铣孔稳定加工阶段中单位公转周期的三维有限元模型构建.结果表明,断裂能的演化方式和网格划分参数的合理选取能够有效提高切削力仿真模型的准确性,螺旋铣孔轴向切削力和切向切削力的平均预测值为实验值的91.7%和92%,且最大误差不超过9%.模型在不同齿数(单齿、两齿、三齿、四齿)、相同几何结构立铣刀的螺旋铣孔切削力仿真中亦体现出较强的可扩展性.     

Inconel 718镍基高温合金铣削过程的数值模拟

在镍基高温合金Inconel 718的铣削过程中,切削参数对铣削过程中切削力、切削温度和切屑形态等影响显著.为了提高工件加工表面质量和加工效率,通过有限元分析软件ABAQUS建立镍基高温合金Inconel 718三维铣削模型,进行Inconel 718镍基高温合金连续铣削仿真分析,重点研究了不同切削条件下切削温度、切削...     

汽轮机长叶片型面双刀加工刀位轨迹优化算法

为改善汽轮机长叶片型面加工中的变形问题,提出了2种优化目标下的叶片型面双铣刀对刀加工刀位轨迹规划算法。首先建立了牛鼻刀的切削力与切削参数、刀具姿态的关系模型,在此基础上分别以最小径向切削合力和最小切削合力矩为优化目标计算了2把铣刀的切削刀位点和刀具姿态。采用有限元分析方法对比了传统单铣刀切削加工路径、未优化双刀切削加工路径和2种双铣刀切削加工路径下的叶片加工变形情况,结果显示:在一组给定的常用切削参数下,径向切削合力优化轨迹算法和切削合力矩优化轨迹算法可分别将叶片的平均加工变形减小约31%和55%;沿优化后的双刀切削加工路径加工能够有效改善叶片整体受力情况,减小叶片的加工变形,提高加工精度和效率。     

极大径厚比薄壁件的加工变形仿真与试验研究

针对径厚比极大的铝合金薄壁件易加工变形的问题,开展基于有限元显示动力学的铣削过程仿真研究。在相同材料去除率下,分析转速、切深及每齿进给量的组合条件对切削力与变形的影响;采用单侧独立切削与双侧交替切削两种加工路径,在薄壁件不同高度处进行切削变形仿真计算。结果表明：较高的转速、较小的切深及适当的每齿进给量可保证加工效率并减小加工变形;采用内外表面双侧交替切削路径时的加工变形小于内外表面独立切削的变形。随着切削高度的下降,两种切削路径的变形差异逐渐减小,变形差值百分比由顶部42.7%降至中部11.1%。在仿真研究的基础上,进行工程试验与薄壁件加工误差测试,验证了仿真研究所确定的工艺参数及其内外表面双侧交替切削方案的可靠性。     

切削用量对车削TC4钛合金切削力的影响研究

TC4钛合金在切削加工时,切削用量的选择直接影响着切削力的大小、刀具的磨损程度、切削温度的变化等一系列问题,不合理的切削用量会导致切削力和加工成本增大,加工质量降低。因此,系统研究钛合金材料切削时切削用量对切削力的影响规律,进而优化选择切削用量对于提高加工效率、控制加工质量具有重要意义。借助于Deform-3D软件仿真分析了切削用量对切削力的影响规律,在切削用量的三个参数中,切削速度对切削力的影响最小,背吃刀量和进给量对切削力的影响较大,综合考虑加工效率和加工质量,车削TC4钛合金时应选择相对较高的切削速度、较低进给量和较小背吃刀量。     

不锈钢的切削加工

本文从不锈钢的性质着手,分析了它的可切削加工性,并提出了改善其切削加工性的方法。     

直角自由切削新平均温度的公式

在 [日 ]臼井英治切削温度场研究基础上 ,对直角自由切削温度场进行了探讨 ,建立起新的直角自由切削平均温度理论公式 .经实验验证 ,基本解决了臼井体系理论公式计算值偏低于实际值的问题 ,为预测金属切削过程中的平均温度提供了更准确的途径     

动态切削中振动频率和切削转速的关系

基于切削再生颤振理论，研究动态切削过程中振动信号的颤振频率与切削转速的关系，据此建立了相应的数学模型，通过实例分析，验证了该数学模型。     

三坐标动态切削力系数的研究

本文采用随机激振技术和离散权函数系列的辨识方法,着重研究了三坐标重叠切削条件下动态切削力系数的建模辨识和切削速度V、进给量S、切削深度h三参数对动态切削力系数的影响.     

模糊综合评判在切削液选用中的应用

简要介绍了模糊综合评判的基本原理.并对其在金属切削加工中切削液选用上的应用作了实例上的介绍,得出了评判结果     

切削刃钝圆导致的鳞刺

本文借助高频摄影技术对切削刃钝圆导致的鳞刺作了研究。通过对高频摄影所得的照片进行观察分析,描述了切削刃钝圆导致的鳞刺形成过程,并对刃前区裂纹的产生和切削刃钝圆半径与鳞刺高度的关系作了讨论。结果表明,切削刃钝圆导致的鳞刺形成过程可划分为抹拭、导裂、层积和切顶四个阶段;被切金属和切削刃之间停止相对滑动是导致刃前区产生裂纹的主要原因之一;鳞刺高度随切削刃钝圆半径的增大而增大。     

奥氏体不锈钢零件切削加工方法的探讨

针对奥氏体不锈钢的切削加工特点，该文阐述了奥氏体不锈钢切削加工时，刀具材料、刀具几何参数和切削用量的选用情况。     

球头铣刀加工仿真中几何边界参数的提取

为了解决球头铣刀切削力模型在应用中瞬时几何边界条件提取的问题,提出一种以B-rep和CSG为基础的几何边界参数提取方法。该方法考虑切除体是刀具实体与毛坯实体的交集,包含几何边界条件信息,首先通过实体Boole运算得到切除体,然后从切除体上识别包含切削范围信息的表面,在其上进行几何边界参数的提取。提取结果与解析计算结果比较,证明该方法能够准确、便捷地取得模型求解中需要的几何边界条件,使物理模型的应用更贴近生产实际。     

有关数控切割下料合格率100%过程控制的探讨

分别从准备、切割到检验3个阶段分析了数控火焰切割机床用于不同工件板材下料中存在的各种问题,并针对各环节可能出现的问题提出了控制、预防的方法,从而提高数控切割下料的合格率。     

磁场作用于工艺系统对切削过程影响的试验

通过试验研究磁场作用于工艺系统对切削力、刀具磨损、系统稳定性及加工精度的影响，根据切削区摩擦系数的对比试验和磁畴理论分析了磁场对刀具刃磨后表面残余应力的影响。对其机理进行了探讨。研究表明，磁场作用结果使刀具磨损减小、切削力降低、工艺系统稳定、加工精度提高。