基于DEFORM的整体CBN刀具切削钛合金的有限元分析

利用DEFORM-3D有限元软件对整体CBN刀具车削钛合金进行了三维仿真,采用单因素试验法模拟分析CBN刀具车削钛合金时切削速度、背吃刀量和进给量对切削力和切削温度的影响。仿真结果表明:对切削力影响最大的是背吃刀量,其次是进给量,切削速度的影响最弱。切削温度方面,切削速度对其影响最大,背吃刀量最小。     

TiAlN涂层刀具对40CrNi钢干切削性能的影响

采用电弧离子镀在YT15硬质合金可转位车刀上沉积TiAlN涂层,用该涂层刀具对40CrNi钢进行干切削试验,并对切削过程中的切削力、切削温度、切屑形态进行了分析研究。结果表明:切削速度对切削温度的影响最大,其次是进给量和背吃刀量;随着切削用量的改变,切向力比轴向力、径向力的变化趋势更明显;长环形螺旋屑排屑顺畅,不易缠绕刀具,散热性好,是粗、精加工较理想的切屑形态;随着切削温度的升高,切屑颜色逐渐变为深蓝色。     

Ti6Al4V钛合金切削加工的数值模拟

采用DEFORM软件建立三维有限元模型对切削过程进行数值模拟,研究了不同切削速度、背吃刀量和进给量的切削用量三要素对切削力F和切削温度θ的影响。结果表明,在切削用量三要素中,对切削力F影响的主次顺序为切削速度进给量背吃刀量;对切削温度θ影响的主次顺序为背吃刀量进给量切削速度,模拟结果与之前的试验结果基本吻合。分析切削力和切削温度可预测Ti6Al4V钛合金的最佳工艺参数,对揭示Ti6Al4V钛合金切削加工过程的基本规律具有实际意义。     

涂层硬质合金刀具切削奥氏体不锈钢切削力的试验研究

通过四种涂层硬质合金刀具切削奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti的试验,研究了切削用量对切削力的影响,并对四种刀具的切削力进行了对比分析。试验结果表明:在采用小进给量、小背吃刀量切削时,出现了背向力大于主切削力的现象;随着切削速度的增加,YBC251、GC2025刀具的切削力先减小后增大;同型号的PVD涂层硬质合金刀具与CVD涂层硬质合金刀具相比较,前者的切削力显著小于后者。     

基于DEFORM的导电切削GCr15主切削力研究

为了降低切削高强度高硬度难加工材料时的切削力,减少加工区域内的温升和刀具磨损,通过YT726刀具导电加热切削GCr15钢仿真实验,采用DEFORM-3D有限元计算和回归分析的方法,研究背吃刀量、切削速度、进给量和加热电流之间的相互关系,提出YT726切削GCr15钢的主切削力的计算公式。试验结果表明:主切削力与切削速度、进给量、背吃刀量呈正相关性,与切削温度呈负相关性,当加热电流大于一定量值后主切削力与加热电流也成负相关,即随着加热电流的增加主切削力降低。     

基于用户材料二次开发的Ti6Al4V切削加工三维有限元模拟

采用Ti6Al4V在大应变、高应变率和高温条件下的流动应力模型,通过用户材料二次开发写入Deform-3D材料库中,在此基础上开展了不同参数条件下Ti6Al4V高速车削加工的热—力耦合有限元模拟试验,对切削力、切削温度和刀具磨损随切削参数的变化进行深入研究。与试验结果的比较表明,采用二次开发的用户材料模型,可以提高切削力仿真精度,实现对整个切削过程的更准确预测。对切削力影响由大到小依次是背吃刀量、进给量、切削速度。从切削力的角度来选择切削参数时,优先选取较高的切削速度,其次考虑较大的进给量。对切削温度影响最大的是切削速度,且切削速度与切削温度呈正比关系,背吃刀量影响最小。从切削温度角度选择切削参数时,应选用较大的进给量和背吃刀量,适当减小切削速度。切削速度对刀具磨损的影响最大,所以,为了延长刀具的使用,必须合理地选择切削速度。     

切削用量对PCBN刀具车削钛合金的切削性能影响

为了研究不同的切削用量对PCBN刀具干式车削钛合金的影响。利用有限元仿真软件,模拟PCBN刀具干式车削钛合金实验,结果表明:随着背吃刀量和进给量的增加切削力在增大,其中背吃刀量对切削力的影响程度最大;切削速度对切削温度的影响程度最大。     

陶瓷刀具切削奥氏体不锈钢的切削力试验研究

对3种复合陶瓷材料刀具切削奥氏体不锈钢(1Cr17Ni7)进行研究,建立了正交切削试验方案.通过试验研究了切削用量对三向切削力的影响,利用指数回归分析建立了3种刀具的主切削力经验公式,并结合切削用量显著性分析对主切削力进行了对比分析.试验结果表明在采用较小进给量和较小切削深度进行切削时,会出现了背吃刀力大于主切削力的现象；切削速度及进给量对主切削力的影响最大；3种刀具中CT2刀具的主切削力最大.     

高速切削铝合金2024-T4切削力的仿真研究

利用有限元软件Advant Edge设计以切削力为目标,以切削速度、进给量和背吃刀量为自变量参数的三因素四水平正交试验,对硬质合金刀具切削2024-T4铝合金的加工过程进行2D仿真,研究了切削参数对切削力的影响规律。采用极差分析获得切削参数的最优组合,通过方差分析获得切削参数对切削力的显著性。结果表明:背吃刀量对切削力影响最大,切削速度影响最小,最优切削参数都是u_c=1250m/min,f=0.09mm/r,a_p=0.2mm;背吃刀量和进给量对F_x的影响显著,切削速度对F_x的影响不显著,切削速度、进给量和背吃刀量对F_y的影响显著。     

基于正交试验的高速切削钛合金切削力研究

随着钛合金在各行业的广泛应用,钛合金的高速切削加工技术成为航天航空工业及其他制造业中的难题之一。切削力是研究切削过程的重要物理量之一,其大小和变化对工件加工品质、刀具磨损和寿命等都具有影响。本文以钛合金Ti6Al4V为研究对象,用正交试验的方法分析了切削速度、进给量和背吃刀量三个因素对切削力的影响,结果表明:径向力、切向力、轴向力都是随切削速度增大而减小,随进给量和背吃刀量的增大而增大,切削用量的变化导致各向切削力与切削合力的变化趋势基本一致;背吃刀量对切削力影响最大,进给量次之,切削速度最小;三个方向力中,轴向力最小,径向力次之,切向力最大。     

基于正交试验的高速切削淬硬模具钢的切削力研究

通过正交设计方案,对淬硬到60HRC的冷作模具钢Cr12MoV进行高速车削切削力试验,分析了切削用量和刀具变量对切削力的影响规律,并建立了切削力的经验公式。得到如下结论:切削用量中,切削速度对切削力影响最小,进给量和背吃刀量对切削力影响较大;三个方向力中,轴向力最小,径向力和主切削力相接近,与常规切削相比,径向力偏大;小刀尖圆弧半径的PCBN刀具是进行高速切削淬硬钢时的理想刀具;经验公式预测值与实测值之间存在约5%-20%的误差。     

45淬硬钢干式切削温度试验研究

进行涂层硬质合金刀具干式切削45淬硬铜试验,分析了切削参数和刀具涂层对45淬硬钢干式切削温度的影响。切削温度均随着切削速度、进给量及背吃刀量的增大而增大,但不同之处在于,切削温度的增加量随着切削速度的增加而增加,随进给量及背吃刀量的增加而减小;涂层刀具的切削温度明显小于涂层刀具,且随着切削速度的提高,切削温度增加量始终维持在一个较低水平;PVD涂层的隔热性能要普遍优于CVD涂层,所有涂层隔热性能由大到小排序为:YBC251YBM151YBG205YBG102.     

微量油膜附水滴切削液加工对切削力影响的试验研究

为探索研究微量油膜附水滴(OoW)切削液在车削中对切削力的影响,选出较适宜的切削用量,通过正交试验方案,分别研究在干切削和OoW切削两种不同加工方式下,切削速度、进给量和背吃刀量等切削参数对车削45#碳素结构钢时主切削力的影响。经多元线性回归处理,建立切削力经验公式。结果表明:在使用OoW切削液润滑的情况下,主切削力变化范围较大,但采用较高切削速度、较低进给量、较大的背吃刀量时,主切削力较干切削时有明显下降。     

车削参数对超高强度钢车削性能的影响

通过正交仿真试验分析300M钢在车削过程中切削速度V、背吃刀量a_p、进给量f以及刀尖圆弧半径r_ε对车削300M钢切削力的影响。采用方差分析法和极差分析法确定车削参数的最优组合,并检验4个因素对切削三向力的显著性。结果表明,4个因素中,背吃刀量a_p对切削力的影响最为显著,其次是进给量和刀尖圆弧半径,切削速度对切削力的影响程度最小。使用MATLAB软件对切削三向力与各个因素之间的关系进行多元线性回归分析,并建立切削三向力经验公式。通过对比分析经验公式与仿真分析得到的三向力,确定经验公式准确可靠。     

CBN刀具干式硬车切削力有限元仿真

对立方氮化硼(CBN)刀具干式硬车冷作模具钢Cr12MoV切削过程进行了有限元仿真研究。运用Johnson-Cook(J-C)模型和J-C切屑分离准则建立了物理仿真模型,利用Deform-3D软件模拟了切屑从局部剪切失稳到断裂的过程,得到了不同切削用量三要素组合下的切削力数值。分析了切削速度、进给量、切削深度对切削力的影响,建立了单一因素对切削力影响的经验公式。结果表明:切削深度对切削力的影响最大,其次是进给量,切削速度的影响最小。     

难加工材料高速切削过程中切削力的非线性特征规律析因研究

综合应用析因试验设计与拉丁超立方抽样试验设计,对难加工材料马氏体不锈钢进行了高速铣削试验。在分析其切削力的非线性特征规律基础上,建立了高速切削难加工材料工艺中切削力与背吃刀量、每齿进给量和切削速度之间的非线性数学模型。试验结果表明,高速切削难加工材料时,背吃刀量和每齿进给量之间的交互作用对切削力有显著影响;切削力与切削用量间确实存在非线性特征规律;切削用量对切削力的影响效应随切削用量的变化而发生改变。     

PDC刀具切削参数对切削力和表面粗糙度的影响

研究了PDC刀具的切削参数对切削力和表面粗糙度的影响。结果表明进给量和背吃刀量是影响切削力的主要因素,切削速度对切削力的影响较小。小进给量、高切削速度有助于提高工件表面光洁度。     

基于车削试验法的刀具摩擦性能研究

针对316不锈钢的切削力大、刀具磨损快以及切削温度高等问题,对其提升加工性能、降低切削分力、减小刀-屑间的摩擦阻力、优化切削参数等方面进行了研究。提出了利用车削试验法在正交切削参数下研究刀具摩擦性能,利用YW1硬质合金车刀在干切削条件下对316不锈钢棒料进行了车削试验;分析了切削参数对刀-屑间的摩擦特性的影响,并使用Third Wave AdvantEdge有限元软件对切削进程进行了仿真分析。仿真结果表明:切削参数的3个因素在干切削环境下对刀-屑间的摩擦系数μ的影响程度,从大到小依次为:进给量、切削速度、背吃刀量;以刀-屑间的摩擦系数μ最小选择最优参数组合为:切削速度V_c(120 m/min)、进给量f(0.2 mm/r)、背吃刀量a_p(1 mm)。     

切削参数对树脂聚酰胺-66材料的切削性能影响

为了研究切削参数对树脂聚酰胺-66材料切削性能的影响规律，采用单因素和响应面法进行试验设计与分析，利用切削试验平台测试了树脂聚酰胺-66材料切削过程的切削力、切削温度和粗糙度。单因素研究表明，当增加切削速度时，切削力逐渐降低，切削温度和粗糙度逐渐增加；当增加进给量和背吃刀量，切削力、切削温度和粗糙度都逐渐增加。通过响应面法分别构建切削参数与切削力、切削温度和表面粗糙度之间的二次回归模型，研究了切削速度、进给量和背吃刀量参数及其交互作用对树脂聚酰胺-66材料切削性能的影响。结果表明：二次回归模型显著，其拟合精度分别为98.89%、99.09%和96.00%，预测出切削速度为90.02 m/min、进给量为0.11 mm/r和背吃刀量为2.0 mm时，切削力最小、切削温度最低和粗糙度最小。对最优切削参数进行切削试验，与预测结果对比，得出切削力分别为32.558 N和31.762 N；切削温度分别为92.5℃和90.1℃；粗糙度分别为0.732μm和0.694μm，试验值与预测值的误差率分别为2.44%、2.59%和5.19%。     

切削参数对钛合金叶片铣削力的影响分析

进行钛合金叶片加工时,切削力易导致加工变形,影响加工精度和表面质量。因此利用UG软件建立钛合金叶片和切削刀具的三维模型,采用仿真软件建立铣削仿真模型,研究分析了切削参数的变化对铣削力产生的影响。对仿真所得铣削力进行极差分析,判断切削参数对铣削力的影响情况,并通过实际铣削加工试验对比仿真数据验证其准确性和可行性,基于此仿真模型对切削参数对轴向力的影响程度进行了单因素分析。研究结果表明：铣削钛合金叶片时,切削参数对切削力的影响程度从大到小依次为切削速度、背吃刀量和每齿进给量;切削速度与轴向力成反比,每齿进给量和背吃刀量与轴向力成正比。