基于有限元的麻花钻钻孔过程研究

为了研究麻花钻钻孔成形机理,将麻花钻的钻孔过程划分成三个阶段.采用有限元分析软件Deform3D对麻花钻的钻孔过程进行仿真研究.对仿真过程中涉及的相关技术与关键参数的设置进行了分析,通过建立钻孔有限元模型,模拟麻花钻钻孔过程中切屑的形成,分析了麻花钻钻孔过程中切削力的变化规律,并对钻孔过程中切削温度和刀具磨损的分布情况进行了预测.     

基于三维元胞自动机的铣刀片温度场模型

铣刀片是机械加工过程中重要的切削工具,由于受到的热冲击对刀片会造成严重的损毁,因此研究切削过程中刀片内部的温度变化规律对揭示刀片的破损非常重要。为了解决这一问题,利用元胞自动机模型对铣刀片进行单元划分,建立了三维元胞自动机温度场模型,模拟温度场在刀具内部的分布。建立的温度场模型可以根据切削区所测的温度值来计算刀片其它区域的温度值,是研究铣刀片内部温度场变化的重要依据,为进一步研究切削热对刀片的破损原理奠定了基础。     

基于离散元法对冷硬铸铁切削过程的模拟与工艺优化

运用离散元方法对冷硬铸铁正交切削过程进行了模拟.利用PFC2D商业离散元软件建立了二维平面模型,分析了低速切削时不同的切削速度、不同的切削深度对切削力的影响.模拟结果表明,在低速切削时,切削力随切削速度的提高而增大,随切削深度的增大而增大.将计算结果与其他结果进行了比较,发现二者比较接近.进而说明离散元方法模拟脆性金属低速切削过程是可行的.利用模拟的结果对切削工艺进行了优化.     

绞刀片大角度切削水饱和沙的力学模型

水下土质在大切削角条件下,在刀片前会存在滞留的楔形块,楔形块的存在会对切削层界面上空隙水压力的大小和分布产生影响.建立绞刀片在大切削角度下的力学模型,通过“楔块”的力矩平衡方程,封闭绞刀片大角度切削水饱和沙的力学模型,解出了力学模型中的新变量——楔角,所得结果与实验观察一致.     

切削时段钻头工作角度变化的研究

在轴向振动钻削过程中,各切削参数的变化对钻头的工作角度会产生很大影响.由于刀具是断续切削的,所以首先求解切削的起终点,进而计算在切削时段内刀具的工作前后角,结合金属切削理论,分析加工参数的合理性,给出了振动钻削参数选择的理论依据.     

金属切削刀具前、后刀面摩擦状况的数值模拟

采用数值模拟技术,成功地模拟出了自由直角切削中刀具前、后刀面的摩擦状况,并模拟出切屑形成及计算出刀-屑摩擦面上接触对各节点的等效应力值;同时对有限元建模及计算过程进行了深入的阐述.通过剪切角的仿真计算结果和用快速落刀实验得到的实验数据的比较证实了该方法的可行性.     

影响机械加工表面质量的因素及处理

一、表面粗糙度对机械加工表面质量的影响1.切削加工的影响.在对工具进行切削时,所留下的切削层残留面积和几何刀具形状相同,都是刀具几何形状的复映,切削加工的影响如图1所示.     

切削方向毛刺生成机理及其控制

以切削运动和刀具的切削刃为基准对切削方向毛刺进行了分类,并对其生成机理及主要影响因素进行了实验研究和相应的理论分析,揭示出切削方向毛刺的主要形式及其形成过程,给出了表示切削方向毛刺产生撕裂时的重要物理量——界限切削深度叫α_pI.同时,还提出了抑制切削方向毛刺的若干措施,开发出了几种控制或减小切削方向毛刺的新方法.     

路面铣刨机铣削载荷的动力学仿真

提出铣刨机铣削厚度的一种新的计算方法,应用UG软件对铣刨转子进行了几何建模,利用Adams软件建立了刀具的动力学仿真模型,进行了动力学仿真,并对其工作状态动态响应进行分析.得到了作业过程中的铣刨转子所承受的切削阻力矩torque、垂直冲击力Fy和水平冲击力Fx的实时变化情况.以BG2000铣刨机为例对相关参数进行了计算.     

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。     

基于能量法的球头铣刀力学建模技术的研究

从球头铣刀切削过程中能量不变这一机理出发,系统地研究了球头铣刀切削刀的力学性能,并以严格的数学手段推导出一种基于能量法的新型力学模型,以克服目前国内外铣刀力学建模主要依赖于正交切削实验的缺陷.试验结果表明本文所提出的力学模型能精确地预测球头铣刀切削时的三向受力,具有重要的工程实用价值.     

薄切削铝合金时硬质合金刀具扩散磨损机理的研究

用4种硬质合金刀具（YD05,YM051,YN05,YN10）进行了薄切削铝合金试验,检查了刀具切削前及失效后刀具主后刀面的化学成分,对比分析刀具、铝合金工件化学成分,发现硬质合金刀具的扩散磨损是由于硬质合金中粘结相原子向铝合金工件扩散,以及铝合金工件中铝原子向硬质合金刀具扩散而造成的。     

RPFEM在正交切削分析中的应用研究

针对典型的正交切削工艺过程,采用分析静态大变形过程的Lagrange描述法,建立了基于平面应变假设的正交切削过程的刚塑性有限元(RPFEM)分析模型;自行开发了模拟切削变形过程的刚塑性有限元分析程序,详细分析了正交切削变形全过程,计算出了变形体内部的网格变形图和速度场、应力场和应变场的分布结果和成形力随行程(时间)的变化曲线;对切削模拟过程中相关技术问题如切屑与基体材料分离准则、切屑与前刀面脱离判据等进行了系统的探讨;在网格重新划分时,采用面积加权平均和体积加权平均相结合的算法,实现新、旧网格体系之间参数的传递;以刨削为例完成了常温条件下铝试件模拟试验,试验结果证明了数值模拟的正确性.     

Al/SiCp复合材料铣削加工损伤形貌与分析

利用硬质合金涂层刀具开展了SiC颗粒(体积含量15%、平均粒径14 μm)增强铝基复合材料(简称Al/SiCp复合材料)的铣削加工试验, 并采用扫描电镜(SEM)对加工表面损伤与刀具刃口形貌进行显微观察与分析, 利用表面轮廓仪对加工表面粗糙度进行测量.经分析发现,当切削深度与进给量较小时,加工表面完整性较好,随着切削深度与进给量的增加,加工表面出现了周期性的裂纹损伤,并从金属切削原理与复合材料位错理论对加工损伤机理进行了探讨.     

提高玻璃纤维复合绝缘拉杆表面质量的机加工工艺研究

玻璃纤维复合绝缘拉杆在机加工过程中经常出现表面粗糙的现象,而通过合理选择刀具材料,优化刀具参数和切削工艺,可提高玻璃纤维复合绝缘拉杆的车削加工的表面粗糙度。     

三维元胞自动机的铣刀片温度场影响因素的研究

铣刀片是机械加工过程中重要的切削工具,由于切削过程中的热冲击对刀片会造成严重的损毁,因此研究切削过程中刀片内部的温度变化规律十分重要。本研究在三维元胞自动机温度场模型已建立的基础上,对切削速度、切削深度、进给量对铣刀片运动的影响进行了分析,通过三维元胞自动机模型的温度传递公式,得出切削速度越快,切削深度越深,进给量越多会使铣刀片温度不断升高的结论,最终将导致刀片的破损。     

机械加工中的振动特点及预防策略分析

机械加工过程中产生的振动对工件表面的质量具有较大的影响,能够损坏切削刀具,降低生产效率,还会缩短机床的使用寿命。本文通过对机械加工过程中振动的特点以及原因进行分析,探讨有效解决机械加工过程振动的预防措施,从而提高机械加工的生产效率,提高企业的经济效益。     

新型刀具涂层Ti-Si-N复合膜的制备、性能及应用

现代金属切削对刀具有很高的技术要求,涂层刀具是20世纪70年代以后出现的一种新型刀具材料,是刀具发展中的一项重要突破.涂层刀具是在一些韧性较好的硬质合金或高速钢刀具基体上涂覆一层耐磨性高的难熔金属化合物而制成的,有效地解决了刀具材料的硬度、耐磨与强度、韧性之间的矛盾.     

激光测量等工程难题的直线平面解法

直线、平面虽然貌似简单,但是在工程难题中有时又将另换面貌,并且对解决工程难题起到瓶颈技术性的关键作用.就激光测量、齿轮刀具高精度磨制和硬质合金格利森铣刀盘的设计中的直线、平面的关键作用、相关模型和解法进行简介,试图达到抛砖引玉的作用,因为这类工程难题还很多.     

硬质合金刀具车削钛合金切削变形试验研究

钛合金是航天制造业中的重要材料,具有弹性模量小、导热系数小、回弹大、相对切削加工性很差等特点。在钛合金切削加工中的各种物理现象,如切削力、切削热、刀具磨损以及已加工表面质量等,都是以切屑形成过程为基础的。本文根据钛合金车削试验,改变切削参数,通过测量各种切削条件下得到的切屑的几何尺寸,计算变形系数,研究了切削速度vc、进给量f等因素对切削变形的影响规律。