淬硬钢Cr12MoV高速铣削力的试验研究

针对淬硬钢Cr12MoV进行了高速铣削研究,重点研究了铣削条件、刀具磨损对铣削力的影响。结果表明:铣削方式、刀具螺旋角以及润滑方式对铣削力的影响是不同的;刀具磨损量的增加,引起铣削力的增加;随铣削速度的增加,铣削力呈明显上升趋势。淬硬钢高速铣削加工既可以保证加工表面的质量,又可以获得较高的生产效率。     

钛合金高速铣削试验研究

选择了钛合金TC4进行高速铣削试验,重点研究了高速铣削TC4钛合金铣削力的影响因素及已加工表面粗糙度。研究结果表明,切削参数和刀具磨损对铣削力的影响显著,在高速铣削(v=200~350 m/min)范围,获得钛合金TC4已加工表面粗糙度较好。     

高速铣削力学模型

针对高速铣削加工中使用最频繁的圆柱端面铣刀 ,首先建立了刀具刃口曲线的空间模型 ,然后从切削理论出发分析离散单元的铣削力的变化 ,最终建立了一个适用高速端面铣削的三维铣削力模型。此模型包括了铣刀的几何特征、铣削力和动态铣削力计算 ,并引入了傅立叶变换 ,与转速因素建立了联系。利用该模型 ,可对在不同转速下的铣削过程的特征参数如稳定性、切削力等进行预测。     

高速铣削淬硬钢切削用量影响铣削力的研究

铣削力是影响铣削稳定性和刀具耐用度的重要物理参数之一,从理论上分析了切削参数(切削速度、进给速度、切削深度)对切削力的影响。给出了切削力的变化规律,为在高速切削中正确选用切削参数提供理论依据。     

7075铝合金高速铣削表面质量及刀具磨损机理

为探究铣削参数对铝合金表面质量和刀具磨损的影响机理,选择7075铝合金为研究对象,基于AdvantEdge有限元分析和铣削实验,得到了铣削速度对铣削力和铣削温度的影响规律,并将铣削后的工件和刀具进行SEM分析,探明了铣削速度对7075铝合金表面成形机理和刀具磨损机理的影响。结果表明:铣削温度随铣削速度的增大而增大,X向铣削力和Y向铣削力与铣削速度呈正相关关系,然而在铣削速度达到750 m/min后,Y向铣削力增大幅度减小,此外X向铣削力远大于Y向铣削力;在铣削速度较低时刀具的主要磨损机理为粘结磨损,随铣削速度增大到750 m/min后,主要磨损形式由粘结磨损逐渐转变为剥落磨损和磨粒磨损;在铣削过程中工件亚表面的微观结构显示出明显的白层,其次当铣削速度达到1260 m/min后,还伴随着明显的材料堆积现象以及裂纹或撕裂等亚表面缺陷。     

铝质弱刚度结构件的高速铣削试验研究

使用小直径刀具对某铝质(3A21)弱刚度结构件进行了高速铣削试验,测量了铣削力及表面粗糙度,观察了局部微观形貌,并分析了相关现象。试验结果表明:采用小直径刀具,合适的工艺参数,次摆线分层走刀方式能加工出高质量的型腔表面。     

基于响应曲面法的1Cr18Ni9Ti铣削力试验研究

为优化1Cr18Ni9Ti铣削参数,基于中心组合响应曲面法设计试验,建立了1Cr18Ni9Ti铣削力预测模型,运用方差分析法检验了模型及回归系数的显著性。研究了切削参数对铣削力的影响规律,并以铣削力最小为目标,对切削参数进行了优化。试验结果表明:建立的模型精确度高,铣削力随切削速度的增加而降低,随每齿进给量、切削宽度、切削深度的增加而上升,切削参数优化结果为v_c=138.46 m/min、f_z=0.044 mm、a_e=1.4 mm、a_p=15.51 mm。     

球头铣刀加工曲面的切削力解析建模

在球头铣刀刃线的几何模型基础上,采用理论切削力分析的方法,建立了新的螺旋刃球头铣刀的铣削力模型。切削力模型的建立对实现球头铣刀切削力的预报具有重要的现实意义,并为进一步提高表面加工质量奠定了理论基础。     

铝合金7075-T6铣削加工有限元仿真分析

针对薄壁叶片等复杂曲面的制造,铣削过程中刀具的受力稳定性显得尤为重要。分析了立式铣刀加工过程中的影响因素,建立铣削力模型和铣刀动态模型,考虑刀具变形、工件及刀具材料性能,建立了有限元模型。利用Advant Edge FEM有限元分析软件对铝合金7075-T6材料进行铣削仿真模拟,获得切削力、工件变形、应力应变、铣削温度、刀具变形、切屑等规律。表明切削力有限元模型可行性,有效地预测薄壁件的铣削加工变形。为进一步研究线接触铣削加工的振动分析提供一定的理论基础。     

淬硬钢Cr12MoV高速铣削刀具磨损的试验研究

针对淬硬钢Cr12MoV进行了高速铣削研究,重点研究了铣削条件对刀具磨损的影响。结果表明:铣削方式、刀具螺旋角以及润滑方式对刀具磨损的影响是不同的;材料硬度HRC50时,刀具螺旋角是刀具磨损的主要影响因素;材料硬度HRC60时,润滑方式是刀具磨损的主要影响因素;采用顺铣加工方式可以延缓刀具磨损。     

基于热-弹塑性理论的高速切削45钢有限元分析

基于热-弹塑性变形理论建立高速切削变形场的应力-应变关系本构模型,运用有限元分析软件DEFORM-2D建立了高速切削45钢正交切削仿真模型,研究了不同速度的切削力、切削温度对工件已加工表面粗糙度的影响。     

高速加工的关键设备技术

HSM(High Speed Machining)是20世纪数控技术之后的又一次革命性的技术发展,它的基本特征是切削速度高(为常规切削速度的5-10倍),进给速度快(40-180 m/min),加减速度大(1-2 g)。从现代设备管理的角度出发,针对高速加工的关键设备技术进行了系统的研究,为在设计、选择、应用及管理HSM设备方面提供新的技术参考。     

金属切削加工有限元模拟技术的研究

基于有限元方法在金属切削加工模拟中的应用,并在前人的研究基础上,讨论、研究了金属切削的有限元建模方法、自适应网格划分技术、切削分离准则、工件材料模型、刀-屑摩擦模型、热传导等切削模拟的关键问题。指出了有限元方法在金属切削模拟中的可行性和存在的问题。     

Numerical modeling of overburden rehandling with draglines

The numerical modeling techniques are exposed and some mathematical problems are formulated to determine final spatial positions of the technology components included in open cutting with direct dumping, such as a disintegration of broken rocks, a rock pile and a dragline. The discussed formulations were integrated in algorithms and programs designed for automated composition of operating procedures for blasted overburden rehandling by draglines.     

基于AutoCAD VBA的有限元建模

为探索渐开线花键冷搓挤成形工艺中齿条形刀具角度变化对花键成形结果的影响,采用ANSYS软件,变更刀具齿形角分别进行成形过程仿真并进行结果分析比较;刀具形状复杂且整个研究需多次建模,在ANSYS中建模非常费时费力,选择AutoCAD VBA编程实现刀具的参数化造型而后导入ANSYS的方法。运行一次VBA宏程序即可得到一把虚拟刀具,大大缩短研究进程,也为类似问题的研究提供了有效的参考途径。     

基于复合建模技术的重机企业设备系统研发

以某重型机械企业设备管理信息化需求为背景,应用复合建模技术研发设备管理信息系统。在详细调研和分析的基础上,对原有业务流程进行了再造;应用复合建模技术进行了系统建模;并采用分层设计和可视化编程技术进行了系统的程序设计,分析了系统测试及应用效果。对同类企业设备管理信息化具有一定借鉴意义。     

Top-Down设计方法在掘进机截割部设计中的应用

介绍了基于Pro/E的Top-Down设计方法及Top-Down设计方法在掘进机截割部建模过程中的应用,通过分析得出应用Top-Down设计方法可以实现多人协同设计,可以大大降低模型设计时间及修改时间,为以后的截割部设计提供新的设计思路。     

基于刚柔耦合的掘进机截割臂动力学仿真研究

针对掘进机截割臂难以用刚体形式进行动力学仿真及应力应变分析的问题,基于刚柔耦合的系统建模与仿真技术,利用ANSYS和ADAMS软件对截割臂刚柔耦合系统进行了动力学仿真和应力应变分析。由运行结果得到了横向截割工况下截割臂真实的运动状态以及截割主轴的应力应变情况,从而为掘进机截割臂的优化设计提供了一定的理论基础和量化依据。     

采煤机截割状态与煤岩识别的关联载荷特征模型

针对采煤工作面煤层的厚度变化、含夹矸和包裹体的不确定性,以及复杂煤岩占比和岩层位置辨识的差异,致使采煤机在截割过程中会产生无效调整截割高度的情况,影响其可靠性和智能化技术水平。截割煤岩载荷特征及其关联截割状态的模型可以预测、修正和决策采煤机截割行为,提升采煤机智能化程度。借鉴多信息实时修正记忆截割与煤层三维地质信息建模等方法,提出了采煤机自主调高-调速二元协同控制模式及截割状态关联特征模型,考虑煤岩赋存条件以及滚筒相对煤岩层的位置和工作参数,划分滚筒截割过程为顺转截割、逆转截割、向和逆自由面截割以及截割顶底板和夹矸等截割状态,分析截齿截割煤岩的过程与状态,构建了向和逆自由面截割状态特征量的数学模型和截割顶底板位置与占比的识别定量载荷关联特征模型,给出了截齿垂直、平行于层理方向截割力的累计占比计算方法,通过旋转截割实验验证截割煤岩载荷特征模型的准确性。根据截割顶、底板、夹矸岩层前后载荷变化导致的截割电机电流变化规律与调高液压缸两腔压力的关联性变化规律,结合截割状态的关联载荷特征模型,修正与预测截割状态和岩层位置,确定了修正采煤机调高调速行为协调控制的截割状态特征参量。研究表明:向自由面截割煤岩断裂位置大于逆自由面的,向自由面易于破碎煤岩,且截割载荷与比能耗均小;分别获取截齿截割顶底板载荷增量与方向角,载荷增量均与岩层厚度呈正相关性,但截割顶底板方向存在明显差异;随截割夹矸岩层厚度增加,截齿截割载荷增大,且截割载荷与夹矸位置呈抛物线关系;给出截齿垂直和平行层理截割力特征值占比的度量,反映截割顶板易于截割底板的特征;截齿向自由面截割煤岩理论和实验的截割阻力功特征值、断裂位置和断裂崩落线与截割点垂线夹角的平均误差分别为3.10%,3.37%和8.07%,验证了截割煤岩状态特征量数学模型的正确性。该研究通过给出融合载荷特征的截割状态修正与煤岩状态识别的理论基础描述,为进一步精准实现智能化采煤机调高-调速二元协调控制提供了借鉴。