微切削加工的切屑变形及切削力

本文从分析微切削加工表面的形成机理入手,在考虑刀具钝圆半径存在的条件下,分析了切削表面的形成过程和微切削加工中切削变形系数,在理论上阐明了微切削加工中的切屑变形及切削力情况。在进一步实验的基础上,探明了微切削加工中,切削速度、进给量、切削深度、刀具材料及工件材料等影响切屑变形及切削力的因素。得出了微切削加工中的切屑变形系数要大于常规切削加工的切屑变形系数,减小刀具钝圆半径会减小刀具后刀面与工件的接触长度,并且会减小切削刃以下部分金属的变形,有利于获得高质量的加工表面的结论。     

关于逆向车削加工细长轴误差的力学分析

针对细长轴车削加工，分别在两种不同装夹条件下(一端卡盘夹紧、一端顶尖支承和两端顶尖支承)进行正向切削和逆向切削时的工件变形进行了力学分析，建立了正逆向切削工件在切削力作用下产生弯曲变形的解析模型。具体算例表明：逆向切削时工件的弯曲变形以及由此引起的加工误差远小于同等条件下正向切削的变形和误差。该模型及分析结果可用于细长轴加工的工艺设计。     

钛合金机翼翼根对接缘条铣削变形控制技术研究

钛合金机翼翼根对接缘条类工件结构尺寸大,存在复杂难加工曲面和薄壁型腔,截面形状复杂,装夹困难,加工过程容易变形,切削稳定性差。针对这一问题,借助于有限元分析方法,对钛合金机翼翼根对接缘条的加工变形趋势进行分析仿真,从而选择适宜的工件加工装夹方案。并结合机床-刀具系统动态特性分析,对缘条加工的切削参数进行了确定。通过试验结果表明,该方案可显著提高工件在加工过程中的刚度,减小由于装夹不当引起的工件变形,从而提高加工精度,并对加工所用切削参数进行了验证,提高了切削稳定性,为同类工件加工提供参考。     

碳纤维薄壁圆筒车削加工工艺研究

对碳纤维复合材料薄壁圆筒车削加工工艺进行分析研究,主要从工件的加工特性、切削颤振对工件加工精度的影响进行分析,研制专用定位夹紧装置,进行切削刀具几何参数研究试验与确定,采用正交实验方法进行切削试验,确定最优切削参数组合,通过实验验证该加工工艺的可行性。解决了薄壁碳纤维圆筒加工中出现拉丝起毛、装夹变形和加工变形的关键技术难点,确定的加工工艺方法应用于生产实践中,取得了显著效果。     

虚拟加工过程薄壁工件铣削变形模型研究

在薄壁工件的切削加工中,工件的受力变形是影响加工过程的一个主要因素,文中针对薄壁工件侧面的立铣加工,建立了不同复杂度的切削过程模型,以仿真工件薄壁在加工中受到切削力发生的变形,虚拟实现受到工件变形影响下的切削过程。通过仿真创成的工件表面形貌与实际切成的工件表面的比较,对文中各模型进行了验证。     

虚拟加工物理仿真中的误差分析研究

基于虚拟制造的理论与方法,模拟真实加工条件,建立了面向虚拟数控车削加工环境的加工精度分析系统。该系统基于有限元方法,用有限元法计算刀具-工件在切削要素（切削力、夹紧力、切削温度等）作用下的变形,通过求工件-刀具的布尔差集获取切削后的工件轮廓;利用MATLAB优化工具箱,分析工件轮廓,预测零件加工误差。     

钛合金薄壁框架铣削变形控制技术研究与应用

钛合金薄壁框架结构呈弱刚性,加工精度高,加工过程中易产生铣削变形和装夹变形,所以对加工工艺的要求极高。为了提高钛合金薄壁框架的加工质量,控制加工过程中产生的铣削变形和装夹变形,通过分析切削三要素、刀具路径、工件结构、工艺系统刚度、残余应力对铣削变形的影响,分析工艺装备对装夹变形的影响,制定了优化切削三要素和刀具路径、增加工件刚性和工艺系统刚性、减少工件残余应力等控制铣削变形和装夹变形的措施,并应用在钛合金薄壁框架加工中。加工结果表明,采取上述控制措施,可减小钛合金薄壁框架的铣削变形,提高加工质量。     

基于刀具进让式进给数控加工技术的研究

通过分析常规数控加工中存在的问题,提出了一种刀具在进给方向上可进让式进给切削工件曲面轮廓的新工艺方法,建立了进让式进给切削数学模型,并从被加工工件的几何形状、切削过程中刀具受力情况及切削区的切削热释放情况等方面,具体分析了采用该方法对加工精度的改善情况,并给出了算法步骤。试验结果表明,新方法有利于减小工艺系统的变形,显著提高了工件的加工精度。     

飞机整体结构件加工变形的产生和对策

分析了整体结构件加工变形的产生机理。通过两个实例，说明了整体结构件已去除材料残余应力的释放和切削加工表面残余应力对工件变形的影响。提出了深冷处理消除毛坯残余应力、高速切削和切削加工工艺优化等抑制整体结构件加工变形的策略。针对整体结构件弯曲变形，提出了校正需要满足的基本曲率关系．     

微型细长轴类零件车削技术研究

细长轴类零件在车削过程中产生振动及变形是影响其加工质量的主要原因。通过对微型细长轴车削过程中零件变形、切削力的影响因素进行分析可以看出,在工件材料及毛坯尺寸一定的情况下,工件的悬伸长度对零件的变形影响最大,切削力次之。通过在加工过程中选择合适的切削参数,并在切削力选定的情况下采用分段切削的加工方式控制工件的悬伸长度,保证工件的变形在可接受的范围内,解决了微型细长轴车削变形的问题,并通过切削验证,证明了理论计算的分段长度的合理性,为类似零件的加工提供了参考依据。     

双点压板夹紧对薄板件铣削平面度的影响研究

为了减小薄板件铣削加工的平面度误差,采用双点压板对工件进行夹紧。通过分析双点压板对工件铣削变形的作用规律,分别设计了仿真试验与切削试验对双点压板的作用进行验证,并与传统装夹方式下的工件加工后平面度进行对比。试验结果表明,采用双点压板装夹时,夹紧力引起的工件弹性变形与切削力引起的工件弹性变形相反,并且在切削过程中,夹紧力能够抑制切削力引起的工件弹性变形,有利于保证已加工表面的平面度。     

细长轴双刀切削加工的振动特性研究

根据细长轴切削振动理论,建立了细长轴加工过程中的弯曲振动模型,并运用MATLAB数值分析软件求解切削振动的前三阶固有频率和振型函数以及振型图;运用ANSYS有限元法对单、双刀切削加工工件长度方向上的1/4,1/2,3/4处进行了前三阶的振动模态分析.通过对比得出:双刀切削加工方法可以提高加工质量,双刀切削加工的细长轴工件弯曲变形尺寸只有单刀切削加工的1/3.     

基于Bauschinger效应的逆向精切削变形机理

基于工件材料Bauschinger效应,从已加工表面变质层的形成入手,建立了逆向精切削法的切削变形模型。利用金相显微试验技术对比研究了正、逆向精车削条件下工件材料晶粒流动情况,用位错理论对可逆向精切削的变形机理进行了论述。研究表明,可逆向切削时,可以采用首切时正向切削,复切(半精加工或精加工)时逆向切削的工艺路线,这样既可提高加工效率和加工精度,又可减小工件表面变质层。     

金属切削变形对已加工表面质量的影响

工件加工处理后成为机器零件,而已加工表面质量会影响零件的使用性能。表面质量判断依据包括表面粗糙度、残余应力和加工硬化。按照金属切削原理,基于切削变形理论,对切削变形的影响问题进行分析,主要探讨金属切削变形对已加工表面质量的影响,希望能够为相关人员提供参考。     

航空机匣工件车削加工变形预测及切削参数优化研究

以航空机匣工件某车削工序为对象,结合切削过程力学仿真及有限元分析方法,实现了其车削加工过程中加工变形量的预测。然后,以背吃刀量为设计变量,以加工效率为目标函数、以加工变形量为约束条件进行了车削加工切削参数优化研究,采用整数规划优化方法,通过改变走刀次数及合理分配每次走刀的背吃刀量,减少了加工变形量、提高了切削效率,实现了航空机匣工件的高效切削。     

铝合金材料薄壁零件精密车削技术

针对薄壁零件加工中刀具磨损较为严重,工件尺寸不易控制、尺寸精度及形位公差要求较高、工件易变形等特点,通过选用切削刀具,调整切削参数,分析了如何提高薄壁零件的加工形面精度,给出解决问题的具体方法。     

ZB48包装机关主件1Cr18Ni9Ti超细长轴的加工

针对1Cr18Ni9Ti超细长轴加工中的工件变形、材料切削性能差、效率低等问题,对车削加工通过设计工装拉爪改变装夹方法,增强了细长轴的切削刚性,不仅提高了切削效率,而且提高了加工稳定性和加工精度。对磨削加工通过改进中心架及采用万用表的电阻值定量调整中心架的方法,提高了磨削效率及精度;通过采用"窄砂轮"磨削工件,减小切削力,防止工件加工时的变形,并通过去应力时效及优化切削参数等措施,保证了工件的加工要求。     

大型薄壁铝合金壳体数控加工变形模拟分析与控制（下）

3．壳体车削参数的有限元模拟（1）壳体金属切削加工模拟的难点分析由于金属切削加工时的因素比较多,要考虑刀具与工件接触区是摩擦还是切削剥离、不同刀具材料和工件材料发生切削加工时切屑的形成条件、不同材料不同结构的产品在受切削力所产生的累积弹塑性变形、     

纳米切削加工模型的研究

本文从分析建立传统切削加工模型的理论基础和分析方法入手,指出该模型应用于纳米切削加工的不合理性,应用分子动力学仿真建立了纳米切削的加工模型。研究表明,在纳米切削过程中,当切削深度小于最小切削深度时,工件材料只发生了弹塑性变形,没有形成切屑。     

自由曲面铣削误差预测

在航空航天工业等行业中,对于复杂薄壁曲面零件,极易产生由工件变形引起的加工误差,这直接影响了零件的加工精度及表面质量。本文研究了薄壁叶片型面精加工切削过程中工件变形对加工精度的影响:首先利用正交试验求出球头铣刀的铣削力公式,进而结合有限元方法,编写柔性切削变形迭代算法,计算出薄壁叶片的最终变形量,并分析了叶片的变形规律,这对提高叶片加工精度具有重要的实际应用价值。