多硬度拼接淬硬钢铣削动力学分析

颤振是金属切削加工过程中由于刀具和工件之间相互作用所产生的一种强烈的自激振动现象,会导致切削力幅值增加且发生剧烈波动,进而降低工件表面质量和刀具使用寿命。针对此问题,基于铣削过程稳定性预测分析方法建立多硬度拼接工件的动态铣削系统,对多硬度拼接模具铣削过程稳定性进行深入研究,实现了对拼接模具铣削加工过程颤振稳定域的仿真,进而研究了模态参数对稳定性叶瓣图形状的影响。最后通过时域分析、表面形貌和刀具磨损的研究,综合验证了稳定性预测曲线的精度。研究结果为多硬度拼接模具铣削加工提供理论基础,并设置合理的加工参数来实现金属最大切除率,为大型汽车覆盖件模具铣削加工提供理论依据及技术指导。     

基于铣削力仿真的稳定域叶瓣图构建

颤振稳定域分析的叶瓣图构建为铣削过程中参数优化的基础,但对于实际加工来说,铣削力不易通过测试获取。针对此问题,展开了基于铣削力仿真的叶瓣图构建方法研究。首先,通过有限元仿真模拟实际铣削过程,得到铣削力大小以及铣削力系数;其次,通过模态试验获取主轴-刀具系统的模态参数,再以铣削系数和模态参数为基础,构建铣削稳定性叶瓣图;最后,结合实际铣削加工的试验测试验证了叶瓣图的正确性。本研究可为优化切削参数、抑制实际铣削过程中颤振的产生提供参考,不仅可以提高工件的加工效率,也增强了系统的稳定性。     

铝合金铸造壳体高速铣削参数优化研究

在铝合金铸造壳体高速铣削的条件下,通过分析机床-刀具系统动态特性(颤振)与铣削参数合理的匹配关系,进而确定主轴转速和轴向切深的稳定颤振区域,在此基础上合理地选择非颤振铣削参数,为实际生产中铣削参数的选择提供科学依据。在具体实例中,通过对数控机床主轴进行数据采集,进而对数据进行解析,然后通过软件进行颤振稳定性仿真,获得稳定性叶瓣图,分析现场的实际工况,在叶瓣图非颤振区域选择合理的铣削参数,对优化的铣削参数进行了验证。结果表明,在主轴转速8 000r/min,切宽20mm的情况下,铣削加工过程稳定,切削效率提高了700%,表面粗糙度由原来的1.6μm降低至0.8μm。     

淬硬钢模具型腔铣削稳定性分析

在淬硬钢模具型腔铣削加工过程中,模具型腔表面曲线曲率不断的变化会引起实际切削参数的变化,偏离程序中设定的名义参数,各刀齿铣削状态不再完全相同。针对淬硬钢模具型腔曲线铣削过程的未变形动态切削厚度,实际径向切深、刀具-工件接触区域等进行修正,并建立铣削动力学模型,运用全离散法进行铣削稳定性分析,得到铣削稳定叶瓣图;并分析模具型腔形状参数和铣削工艺参数对铣削稳定性的影响,为铣削加工时切削参数的选择,改善工件的表面质量提供依据。     

考虑扭转振动的铣削稳定性建模与仿真研究

基于建立的考虑扭转振动的铣削动力学模型,采用半离散时域方法对模型求解,获得了铣削过程稳定性叶瓣图。进行了颤振稳定性验证试验,试验与仿真结果的一致证实了所建模型及仿真程序的正确。对比是否考虑扭振的稳定性叶瓣图发现,当采用弱刚性刀具加工时,考虑扭振会在很大程度上降低了临界稳定切削深度。考虑扭转振动的铣削稳定性仿真可为工程应用提供一种可行的解决方案。     

数控小尺寸铣削刀具切削稳定性研究

在较大功率的数控机床上进行铣削加工时,直径小于ф25mm铣刀的切削稳定性受到了一定程度的限制。通过实验和仿真研究了数控铣削加工的颤振稳定性,分析了刀具直径、装刀悬伸长度以及工艺系统刚度对颤振稳定域的影响。研究表明:采用较大的刀具直径和较短的安装悬伸长度,可以提高切削稳定性,同时也提高了极限轴向切削深度。通过颤振稳定域极限切深波瓣图,能有效地预报最大轴向切削深度下的切削速度,可较好地挖掘机床的切削潜能。     

基于刀尖模态的Al-7075铣削颤振稳定性预测研究

针对切削加工中的颤振问题,以铣削加工Al-7075为例,通过刀尖模态分析、模态参数识别,获得了铣削加工Al-7075的颤振稳定性叶瓣图(Lobes图)。通过设计信号采集实验,对颤振电压信号和铣削力信号进行采集并对颤振进行实验表征,进而验证稳定域预测的准确性。研究表明,切削加工Al-7075过程中,颤振易发生在低转速区,提高主轴转速及合理加大轴向切深可提高生产率和加工质量,从而验证了Lobes图中稳定域预测的有效性。     

考虑刀具和工件动态耦合特性的薄壁件铣削稳定性研究

针对薄壁零件加工过程中的颤振现象,考虑刀具和工件的动态耦合特性,建立多自由度铣削颤振模型,并针对刀具和壁板类薄壁工件进行模态实验,获取相对传递函数,采用解析法(ZO A)绘制了颤振稳定性叶瓣图。通过对比仅考虑刀具或工件的动态特性,最终得到薄壁件多自由度系统稳定性极限预测模型。该模型精确绘制了薄壁件铣削稳定性叶瓣图,对以后的生产加工提供指导。     

基于数值模型的数控加工中切削力与稳定域仿真

针对数控铣削加工工艺参数选择存在的问题,以球头铣刀高速铣削过程为研究对象,建立了考虑机床-刀具-工件系统振动的非线性动力学模型,分析了铣削力中的动态分量对切削颤振的影响,在考虑再生颤振的基础上建立非线性动力学模型.基于动态铣削力建模和颤振稳定域分析计算,提出了机床切削系统稳定性极限预测方法,并对其进行仿真分析,为铣削加...     

内圆角铣削加工几何分析及铣削力预测

为实现内圆角加工瞬时铣削力预测,提出了工件轮廓和刀具路径的参数化表示方法,依据圆弧角大小不同将内圆角铣削分为两类,分析了其铣削过程。建立了瞬时铣削力模型,采用等参数间隔法,推导了刀具瞬时位置和位置角计算公式。针对不同铣削阶段,给出了实际径向切深计算模型,提出了基于实际径向切深的瞬时未变形切屑厚度计算方法。对内圆角加工的铣削力预测,并进行试验验证。仿真结果与试验结果在变化趋势和幅值方面均具有良好的一致性,仿真耗时显著减小,表明提出的铣削力模型具有较高的精度和计算效率,从而为恒负载铣削和颤振抑制提供了理论基础。