切削深度对铝合金加工过程影响的数值仿真

采用Lagrange质点坐标系描述方法，利用有限元分析软件，建立了二维热-力耦合正交直角切削有限元模型．通过网格自适应技术，模拟切屑的形成，仿真切削深度对铝合金加工变形的影响。结果表阴，切削深度对切削力的影响呈线性正比例关系。切削深度越大，切削面积和切削宽度相应增加，切削力也越大。切削深度影响切削加工产生的残余应力大小及分布，残余应力分布在工件表面以下的0．2mm以内很薄的金属层，这对于厚度较小的薄壁件加工后的变形有很大的影响。加工时，为了提高工件表面的精加工精度，降低工件表面的残余应力，在精加工时尽量采用小的切削深度。     

铣刀刃口钝圆半径对切削性能影响的有限元分析

运用Advantedge 3D软件对不同刃口钝圆半径铣刀的铣削过程进行有限元仿真,得出切削力、切削温度和切削形貌随铣刀刃口钝圆半径变化的规律,为硬质合金铣刀铣削45钢时铣刀刃口钝圆半径的设计提供依据。     

薄壁件加工诱导的残余应力分析

利用有限元方法,主要研究了残余应力在切削过程中的形成机理以及残余应力预测模型。首先,根据铣削过程分析,计算得到刀具的等效前角、未变形切屑厚度等参数,并由此建立了一个简化的二维铣削模型。然后根据该简化模型,讨论分析了加工表面的残余应力分布情况。其仿真结果明显更加接近于实际的铣削加工情况。     

加工残余应力诱导的薄壁件变形预测

针对侧铣过程的变形分析,考虑到三维仿真模拟的时间成本比较高,将侧铣过程简化为二维有限元模型进行计算分析,基于简化的铣削模型研究了切削工艺参数对于残余应力的影响以及切削残余应力诱导的薄壁件加工变形。忽略残余应力在加工表面的不均匀分布,并且将薄壁件简化为梁结构,利用残余应力的有限元仿真结果,通过微元法和等效应变能计算得到薄壁件的最大变形量。     

刀尖圆半径对718镍基合金热加工过程影响的有限元仿真

本文采用有限元模拟方法，研究了718镍基合金热车削过程中刀尖圆半径对切削力、切削温度以及切削区域应力的变化规律的影响。取刀尖半径的三个值(0.4、0.8和1.2 mm)。在室温和加热条件下，使用商用有限元软件Deform分析了不同刀尖圆半径下的切削力、切身抗力、切削区域应力以及温度分布情况。结果表面，无论是在室温还是在较高温度的加工条件下，随着刀尖圆半径的增大，切削力和切深抗力都增大，同时研究了切削温度、切屑厚度和切屑-刀具接触长度。为了验证仿真结果，进行了实验分析，并观察到它们之间的良好的一致性。     

刀屑摩擦对切削加工影响的有限元分析

基于Lagrange质点坐标系描述方法.利用有限元分析软件,建立平面应变状态下的二维热-力耦合正交直角切削有限元分析模型,分析中采用修正库仑摩擦定律来模拟刀-屑之间的摩擦.结果表明.刀具前刀面与切屑的接触长度、切削温度、切削力和已加工表面的残余应力都随摩擦系数的增大而增加.摩擦系数对切削加工质量有着重要的影响.     

基于ABAQUS高精度密封面加工工艺仿真

利用ABAQUS软件建立三维铣削仿真模型、失效模型等,分析切削力的变化规律和已加工表面残余应力的分布规律,研究燃油分配阀高精度密封平面切削过程中刀具几何参数对切削力的影响,最后通过对数据处理拟合得到对高精度平面加工精度的影响规律。为铣削加工高精度平面选用刀具及几何参数提供依据。     

7050-T7451铝合金干切削表面完整性研究

旨在探究干式切削条件下切削参数对7050-T7451铝合金表面完整性的影响规律,基于单因素面铣削实验,得到了切削参数对切削力、工件表面形貌、加工硬化和残余应力的影响规律。结果表明:切削三要素对切削力和工件表面粗糙度有着明显的影响,在切削速度较低时,X向切削力略微增大,而切削速度由500 m/min变化到1000 m/min时,X向切削力逐渐较小,随后呈增大的变化趋势,切削力与切削深度、进给量呈正相关关系。较高的切削速度和较小的进给量可以改善表面粗糙度,切削深度对表面粗糙度影响较小;加工硬化随切削速度与进给量的增大呈先增大后减小的变化趋势,而加工硬化程度与切削深度呈负相关关系;残余应力随切削参数的改变呈“勺”形分布,切削速度与进给量对残余应力的影响较大,且表层残余压应力的最大值基本在0.05~0.2 mm,而亚表层残余拉应力最大值在0.25~0.4 mm。     

微切削加工最小切削深度模型的研究

为探讨微切削的加工机理,对能稳定切削的最小切削深度进行了研究。基于微切削模型、刃弧半径、摩擦系数建立了最小切削深度模型。通过数值计算,分析了摩擦系数对微切削力的影响;并利用有限元数值仿真,验证了该模型的正确性。理论分析和仿真结果表明:最小切削深度与刃弧半径成正比,但随摩擦系数减小而增大。该模型的建立对微切削加工参数的选择具有实际指导意义。     

低温微量润滑车削加工残余应力正交试验

为了了解低温微量润滑(CMQL)对车削加工残余应力的影响,基于加工残余应力形成的热力耦合理论,进行了5因素4水平的车削正交实验。实验以304不锈钢为实验材料,切削深度、切削速度、进给量、CMQL温度及冷却方式为影响因素,CMQL及干车削加工残余应力为实验指标。实验结果显示CMQL不锈钢车削加工残余应力为拉应力,小于干切削和常温微量润滑(MQL)的残余应力;CMQL对加工残余应力的影响程度从大到小依次为:切削速度、冷风温度、冷却方式、进给量和切削深度;CMQL有抑制加工残余拉应力作用,抑制程度受温度和冷却方式影响。     

低温冷冻状态下金属切削性能研究

高韧性、高塑性金属材料,在低温冷冻状态下产生低温脆化,这有利于金属切削加工。冷冻源选用,电子堆半导体材料提供。低温状态下金属材料表现为机械性能提高,残余应力下降,粗糙度降低、刀具磨损减小。作为一门新技术,冷冻加工为某些特殊难加工金属材料开辟一条有效的切削途径。     

加工一般零件和超硬度金属零件所用刀具材料的分析与研究

随着机械制造技术的快速发展 ,尖端技术的普遍使用 ,对机械零件的精度要求及表面粗糙度的要求越来越高 ,而影响加工精度及表面粗糙度的重要因素之一就是所使用的刀具材料 ,对一般金属零件和超硬度金属零件加工时所用刀具材料进行了分析与研究     

基于热力耦合金属切削数值模拟的有限元分析

采用ABAQUS有限元模拟的方法对切削过程进行了数值模拟,分析了切削深度、切削速度、刀具前角等切削工艺和刀具几何参数对切削的影响。分析过程中耦合了切削热的影响。获得了切削应力场、应变场分布,切削后表面粗糙度观察,温度分布等,可以作为刀具设计和切削工艺参数制订的依据。     

数控车削刀具的刃磨引起的刀尖半径补偿的误差分析

在数控车床上加工圆锥面或圆弧面间的配合件时,通常采用刀具的半径补偿,由于刀具的刀尖刃磨质量不同,在采用刀具的半径补偿时,会引起尺寸精度的误差,以至于引起配合精度降低。     

回采巷道顶板大深度切缝后煤柱应力分布特征

以晋城煤业集团赵庄煤矿3305综采工作面工程地质条件和开采技术条件为背景,应用相似材料模拟和数值模拟方法,深入研究了回采巷道顶板切缝后不同切缝深度与回采巷道煤柱应力相关关系及应力分布特征。研究表明,与不切缝相比,回采巷道顶板切缝后,随切缝深度增加,垮落高度增加,以切缝高度处为垮落角顶点,顶板垮落角减小,垮落后矸石能够充满采空区并且支撑基本顶,减弱工作面采动应力传递,使煤柱应力降低。煤柱垂直应力峰值、垂直应力峰值位置距回采巷道煤壁距离和距工作面后方的距离与切缝深度成对数关系,煤柱垂直平均应力与切缝深度成非线性反比关系。     

基于ANSYS的金属切削过程有限元仿真

基于材料变形的弹塑性理论，建立了材料的应变硬化模型，采用有限元仿真技术，利用有限元软件ANSYS，对二维正交金属切削过程中剪切层及切屑的形成进行仿真。从计算结果中提取应力应变云图显示了工件及刀具的应力应变分布情况，以此对切削过程中应力应变的变化进行了分析。该方法比传统的实验法更为快捷有效，为金属切削理论研究、材料切削性能研究及刀具产品开发提供了一条新的途径。     

薄直接顶大采高综采工作面切顶留巷合理参数研究

针对薄直接顶大采高工作面顶板垮落后不能及时充满采空区,造成上覆厚硬顶板在工作面侧向形成悬臂梁结构,进而向留巷侧传递覆岩压力导致留巷围岩破坏失稳的现象,以某矿12408工作面薄直接顶、厚硬基本顶条件为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场监测相结合的研究方法,研究了薄直接顶大采高综采工作面切顶留巷合理参数。建立了留巷顶板的力学模型,量化了未贯穿面的拉应力与切顶高度和切顶角度的关系,确定了未贯穿面拉应力随切顶高度和切顶角度的变化规律,得出了切顶角度一定时,未贯穿面处的拉应力与切顶高度近似指数函数规律分布,拉应力随切顶高度的增大而增大,且增长速率逐渐加快;切顶高度一定时,未贯穿面处的拉应力随切顶角度的变化曲线呈抛物线形,随着切顶高度增大,未贯穿面处的拉应力超过极限所需的切顶角度的范围也增大。数值模拟方法分析了留巷中锚索轴力变化系数的变化规律、区段煤柱和相邻巷道竖直方向应力的分布特征,确定了11 m的切顶高度和大于0°的切顶角度即可切断顶板间的应力传递。现场考虑到实际岩层赋存条件的复杂多变、爆破后切缝面的不平整性和贯通程度的差异性以及保证厚硬顶板在矿山压力作用下顺利垮落,采用13.6 m的切顶高度和10°的切顶角度,结合顶板垮落后的碎涨系数,理论验证了顶板垮落后的高度大于工作面实际高度,即垮落顶板能够及早支撑上覆岩层,减轻覆岩运动对留巷和煤柱稳定性的影响。现场监测到巷道顶底板及两帮变形量较小,围岩较稳定,验证了数值模拟结果的可靠性以及切顶卸压技术的可行性,可为类似条件的切顶留巷提供借鉴和参考。     

ZL109铝合金车削表面完整性实验研究

设计了三因素四水平正交车削实验,综合运用极差分析、方差分析等方法,研究了切削参数对硅铝合金ZL109车削表面完整性的影响规律,得到了切削参数对于表面粗糙度、残余应力和显微硬度的影响程度和趋势,分析了ZL109车削表面完整性的形成机理,以期为切削参数优选提供实验和理论基础。研究结果表明,进给量f对表面粗糙度具有显著影响,切削速度v和进给量f增加会导致表面残余拉应力增大,显微硬度受切削参数的影响较小。