基于刀具-工件接触率的固结磨粒旋转超声加工的工具受力分析

在旋转超声加工中,刀具磨损往往决定着工件的加工质量和刀具的寿命。考虑到刀具的磨损主要与刀具受力有关,因此引入刀具-工件接触率概念从理论上解释了主轴转速、进给速度和振幅对旋转超声加工中刀具受力的影响规律,理论分析发现主轴转速,振幅的增大以及进给速度的减小可以降低主轴切削力,利用有限元仿真软件DEFORM对单颗磨粒的受力情况进行了仿真,得到的仿真结果验证了刀具-工件接触率概念解释结果的正确性,同时也证明了单颗粒磨粒DEFORM仿真的可行性。     

超精密车削下刀具相对振动的辨识

在金刚石超精密车削加工中,刀具与工件之间不可避免地存在一定的振动, 从而影响工件表面质量.本文对在具有振动情况下工件表面的三维形貌进行了仿真,并从理论上对工件表面形貌的径向、周向与刀具螺旋轨迹方向的截面轮廓进行了分析,结果表明不同的截面具有不同的信息特征,并据此对仿真得到的工件表面三维形貌数据进行了振动辨识.     

数控高速车削TC4温度仿真研究

由于高速切削钛合金TC4在高应变率响应的作用下,改善了其切削加工性能,从而提高了钛合金零件的加工质量。但是高速切削TC4时切削区温度很高,可达到800℃以上,刀具容易失效,严重影响工件的加工精度和表面加工质量、刀具使用寿命。利用Deform-3D仿真并分析了切削用量对切削温度的影响及切削区刀具、工件温度场分布规律。仿真与理论分析结果与有关的实验结论具有一致性,证明该仿真软件的可靠性。该研究结论对刀具设计、切削参数的合理选择有重要意义。     

Ti-6Al-4V车削温度的有限元仿真研究

分别采用有限元分析软件AdvantEdge FEM和DEFORM-3D,选取相同的模拟参数,对钛合金Ti-6Al-4V的车削加工过程进行了三维有限元仿真,根据仿真结果,分析总结出切削热的整体分布情况和刀具、切屑及工件切削温度的分布规律,给出了不同车削速度下刀具前后刀面温度分布图,模拟分析了同一切削速度不同分析步和不同切削速度下的刀具、切屑及工件的温度场分布情况,并把两个软件的仿真结果进行对比分析,得出了分析结果,为深入研究切削机理提供了有益的参考数据.     

金刚石车削工件表面轮廓的仿真与分析

对振动情况下加工的工件表面的三维形貌进行了仿真 ,并从理论上对工件表面形貌的径向、周向与刀具螺旋轨迹方向的截面轮廓进行了分析。结果表明 :不同的截面轮廓分别载有不同的表面特征信息 ,利用这些特征有助于对刀具与工件间的相对振动进行辨识。采用有关文献中的试验数据对仿真结果进行了验证     

基于DEFORM的锥齿轮加工刀具铣削过程研究

在锥齿轮加工过程中,铣刀经常发生磨损、崩刃、断裂等失效情况。为了改善刀具失效情况,延长刀具使用寿命,在刀具铣削锥齿轮三维模型基础上,利用有限元仿真软件DEFORM对刀具铣齿过程进行仿真。研究了刀具的铣削力、等效应力及工件与刀具的温度场变化情况。得出铣削加工的状态变量对实际生产中铣刀的失效情况分析及加工参数选择具有指导意义。     

工件材料热导率对刀具前刀面最高温度的影响研究

为研究工件材料热导率对刀具前刀面最高温度的影响,建立了刀具前刀面温度分布模型,用数学解析的方法推导出了刀具前刀面的温升计算式及温度最高点的位置。并选取了几种代表性的工件材料进行解析计算,将解析计算结果与有限元仿真结果进行了对比分析,验证了切削温度最高点预测模型的有效性,分析了工件材料热导率对前刀面最高温度点的影响特点。     

基于ADAMS的端铣齿轮动力学特性研究

采用端铣加工方法加工渐开线齿轮,运用UG软件对某大模数齿轮轴进行刀具轨迹仿真,并通过数据转换将齿轮和刀具模型导入动力学仿真软件ADAMS中。在ADAMS中建立刀具齿轮铣削系统仿真模型,对端铣刀粗加工切削过程进行动力学分析,得到刀具和工件的位移、速度及加速度变化曲线以及主轴转速和进给速度对切削加工及振动影响的变化规律,为实现端铣齿轮加工技术的实际应用提供参考。     

多轴铣削加工表面形貌建模与仿真研究分析

在考虑刀具偏心的情况下,建立多轴铣削加工形貌仿真模型,推导出多轴铣削情况下球头铣刀切削刃上任意一点相对被加工工件的轨迹方程,建立仿真算法求解被加工工件表面残留高度,并对平面铣削加工以及圆弧面铣削加工分别进行铣削仿真研究,研究刀具轴线角、进给倾角分别对表面粗糙度的影响。通过提高铣削过程中被加工工件表面质量,为开发实用的铣削加工过程物理仿真系统奠定了坚实的基础,对发展数控加工技术和指导实际生产具有一定的意义。     

基于DEFORM 3D的钛合金高速车削有限元仿真

应用DEFORM 3D软件对钛合金高速车削进行仿真研究,分析了不同切削参数下切削力和切削温度的规律,研究发现背吃刀量和进给量对主切削力的影响较大,切削力与主切削力变化基本一致,切削速度对主切削力的影响不明显,但后者对切削温度具有显著影响;研究了工件和刀具温度场的变化规律以及工件所受应力和刀具的磨损情况,发现最高温度出现在切削刃邻近2mm区域内,且温度最高处刀具磨损程度最大,工件最大应力在第一变形区和工件接触区邻近。