基于SolidWorks与MATLAB的铣削机器人动力学分析

铣削机器人末端刀具动力的实时控制是保证铣削精度和表面质量的前提,运用牛顿-欧拉递推法对工业铣削机器人进行动力学分析,建立动力学模型,并采用三维建模软件Solid Works及动力学分析软件MATLAB联合建立动力学仿真模型,进行动力学仿真,得到了关节运动参数曲线图,仿真结果与理论计算结果一致,证明了理论推导的正确性及仿真模型建立的准确性。     

基于多岛遗传算法的环形薄壁铝合金零件铣削参数优化

在对环形薄壁铝合金零件进行铣削加工过程时,薄壁铝合金零件局部区域存在变形量大的问题,为此,提出了一种采用多岛遗传算法对薄壁零件铣削参数进行优化的方法.采用有限元分析软件,对该区域进行了三维铣削仿真,获取了铣削力参数;基于Isight平台,以铣削力为优化目标,以主轴转速、径向切深、轴向切深3个铣削参数作为优化变量,采用最...     

钛合金铣削仿真分析及实验研究

由于良好的综合性能,钛合金被广泛应用,但钛合金加工性能差,刀具易磨损。为了提高钛合金铣削刀具寿命,设计正交实验,运用AdvantEdge FEM软件对TA15钛合金进行了三维铣削仿真,分析了切削温度与铣削参数之间的关系。基于铣削参数-温度图,并结合切屑云图,给出了优化后的铣削参数。铣削实验表明,仿真分析可以优化铣削参数...     

石英玻璃微铣削加工的离散元模拟与试验分析

针对石英玻璃的微铣削过程,采用离散元模拟软件PFC3D建立真实的离散元模型,模拟裂纹的生成与扩展情况,得到铣削力曲线图以及铣削过程的较优加工工艺参数,并通过铣削力试验验证了石英玻璃三维离散元模型有效性及离散元法模拟石英玻璃切削过程的合理性。基于模型和试验一致,得出不同铣削参数下铣削力的变化规律。结果表明:铣削力随主轴转速的增加则先减小后增加再减小,随切削深度和进给速度的增加而增加,随刀具倾角的增加则先增加后减小。     

铣削机器人动力学建模及仿真研究

铣削机器人在铣削过程中的动力学状况对机器人在铣削过程中的运动及其稳定性具有较大影响。以6-DOF铣削机器人为研究对象,利用Creo三维软件建立机器人三维模型,获得建立机器人动力学模型的惯性参数;采用Newton-Euler递推法建立该机器人的动力学方程,并在MATLAB环境下对所建立的动力学方程进行编程,对机器人运动过程进行计算分析;利用ADAMS软件对建立的三维模型进行动力学仿真分析,通过比较MATLAB计算结果与ADAMS仿真分析结果,以验证动力学方程的准确性,为铣削过程中铣削机器人动力学状况研究提供理论基础。     

切削参数对钛合金叶片铣削力的影响分析

进行钛合金叶片加工时,切削力易导致加工变形,影响加工精度和表面质量。因此利用UG软件建立钛合金叶片和切削刀具的三维模型,采用仿真软件建立铣削仿真模型,研究分析了切削参数的变化对铣削力产生的影响。对仿真所得铣削力进行极差分析,判断切削参数对铣削力的影响情况,并通过实际铣削加工试验对比仿真数据验证其准确性和可行性,基于此仿真模型对切削参数对轴向力的影响程度进行了单因素分析。研究结果表明：铣削钛合金叶片时,切削参数对切削力的影响程度从大到小依次为切削速度、背吃刀量和每齿进给量;切削速度与轴向力成反比,每齿进给量和背吃刀量与轴向力成正比。     

铣削加工过程有限元分析及试验研究

通过Solidworks建立了立铣刀三维模型,采用ABAQUS有限元分析软件对立铣刀加工铝合金2A12的铣削过程进行仿真,分析不同铣削参数下的仿真结果,得出高速钢立铣刀各铣削分力随铣削深度、每转进给量和铣刀转速的变化趋势,并进行铣削试验。经过对比仿真结果,与实验结果较为吻合。进行正交仿真,基于铣削力经验模型,用matlab拟合出高速钢立铣刀铣削铝合金2A12的铣削力经验公式,为铣削参数的优化和刀具磨损研究提供理论依据。     

基于ABAQUS的刀具几何参数对铣削HT250铸铁变截面涡旋盘的影响

由于变截面涡旋盘加工比较复杂,且加工精度要求高,需考虑刀具几何参数。开展HT250铸铁变截面涡旋盘高速铣削仿真,研究刀具几何参数对其的影响,并通过试验加工出变截面涡旋盘实体;构建由三段基圆渐开线组成的变截面涡旋盘数学模型,建立三维铣削模型和简化后的二维铣削模型,基于ABAQUS软件分析加工时刀具前角、后角和钝圆半径对铣削力和铣削温度的影响规律,得到不同刀具几何参数的铣削应力云图和铣削温度分布云图。通过刀具几何参数对变截面涡旋盘铣削力和铣削温度影响规律的研究,为选择合理的刀具几何参数提供依据和参考,便于提高变截面涡旋盘加工精度。     

端铣7055铝合金铣削力及铣削温升研究

通过试验构建了适合描述7055铝合金铣削加工过程的流动应力本构模型。采用有限元软件Deform-3D建立了接近实际的三维螺旋刃立铣刀单齿铣削加工数值仿真模型,通过仿真计算,获得了铣削7055铝合金过程中的铣削力和铣削温度,分析了铣削速度、进给量、铣削深度等工艺参数对铣削力和铣削温度的影响规律。结果表明,铣削力和刀尖处工件温度都随着铣削速度、进给量、铣削深度的增大而增大,但增大的程度及影响机理不尽相同。最后通过铣削力和铣削温度测量试验对有限元计算结果进行了验证。     

多硬度淬硬钢铣削加工的三维数值模拟

应用斜角铣削过程中的三维热-力耦合模型,对多硬度拼接淬硬钢铣削加工过程进行数值模拟,得到了铣削过程中的切削力、切削温度,在此基础上分析了切削过程中切削速度、切削深度、刃倾角对切削力变化的影响。切削过程的三维数值模拟为多硬度淬硬钢铣削加工过程的工艺参数选择及刀具几何参数的合理确定提供了参考。     

基于Deform-3D的20CrMnTi钢同步齿套铣削工序仿真分析

采用Deform-3D有限元软件建立20CrMnTi钢同步齿套铣削仿真模型,分析了不同切削参数对切削仿真结果的影响。得到了不同轴向切深、切削速度及每齿进给量下的切削力分布规律,为20CrMnTi钢同步齿套铣削过程的研究和铣削工艺参数的优化提供理论参考。     

基于不同铣削方式的球头铣刀切削性能的研究

利用Third Wave Advant Edge软件针对球头铣刀的平面和斜面铣削建立铣削模型,采用单因素的方法对球头铣刀铣削7075-T6进行有限元仿真试验,得到铣削力和铣削温度在不同铣削方式下随转速、进给量及切削深度变化的规律,为球头铣刀铣削7075-T6的铣削方式和铣削参数的合理选择提供依据。     

微铣削表面BEMD基准面的三维粗糙度参数研究

针对二维粗糙度评价微铣削表面不够合理、全面等问题,根据微铣削表面三维微观形貌结构特征,提出了一种基于二维经验模态分解算法(BEMD)的三维粗糙度参数体系。该体系采用BEMD算法获取三维粗糙度计算的评定基准面,通过数值模拟的微铣削表面选取适用于评价微铣削表面的三维粗糙度参数。研究结果表明,BEMD基准面能够作为三维粗糙度计算的基准面;与二维粗糙度相比,所选取的9个三维粗糙度参数能够更全面准确地反映微铣削表面的微观形貌特征。     

SiCp/Al复合材料高速铣削的有限元仿真研究

运用有限元分析软件ABAQUS建立了三维斜角铣削模型,对SiCp/Al复合材料的的高速铣削过程进行模拟。首先分析了切削过程中SiCp/Al复合材料的应力、应变的分布规律,然后分析了不同等效切削厚度对切屑形状和温度场的影响,最后分析了切削参数对切削力的影响规律。铣削过程的有限元模拟为SiCp/Al复合材料高速铣削加工的工艺参数优化、刀具参数的合理选择提供了参考。     

铣削仿真有限元分析

针对薄壁件加工过程中易产生变形等问题,提出了利用有限元法对铣削工程进行三维仿真的方法,利用仿真软件,建立了铣削加工的有限元模型,对工件变形及切削的变化规律进行了分析。最后,利用分析结果对铣削参数进行调整优化,来减少工件变形,保证加工精度。     

改进粒子群算法的环形薄壁零件铣削参数优化

针对某环形薄壁零件在加工过程中的零件局部变形过大的问题,提出了改进粒子群算法的环形薄壁零件铣削参数优化方法。采用有限元软件,对局部变形大的区域进行仿真,得到仿真出的铣削力;通过Design-Expert13中正交实验响应曲面法建立加工参数与铣削力之间的目标函数,采用改进的粒子群算法对目标函数进行优化,最后通过对优化后的加工参数与经验加工参数进行实验对比。结果表明：采用改进粒子群算法的环形薄壁零件铣削参数优化的方法,可使零件局部变形大的区域的铣削力减小24.9%,有效降低了环形薄壁零件的变形量,为技术人员在选择该环形薄壁铣削参数时,提供了新的参考方案。     

SiC_p/Al复合材料铣削有限元模拟的可行性

基于有限元分析软件ABAQUS,对SiCp/Al复合材料的三维铣削过程进行有限元模拟,基于正交试验得到了三向铣削力的模拟结果,再对模拟得到的铣削力进行多元线性回归分析得到了铣削力的多元回归方程,将通过回归方程计算得到的铣削力与试验得到的进行对比,论证了SiCp/Al复合材料铣削有限元模拟的可行性;分析了主轴转速、进给量、轴向切深对铣削合力的影响程度及影响趋势。结果表明:对铣削力影响程度从大到小依次为进给量、轴向切深、主轴转速;铣削合力随着进给量和轴向切深的增大而增大,随着主轴转速的增大而减小;通过回归方程计算得到的三向铣削力与试验值的误差都在10%范围内,说明利用有限元软件进行铣削模拟是可行的。     

刀具因素对H13钢切削性能的影响研究

为了选择合适的刀具加工H13热作模具钢,利用有限元仿真软件AdvantEdge FEM进行三维正交铣削试验并得出较优铣削参数。利用这组铣削参数研究退火后的H13钢的切削加工性能,采用多种Ti化合物涂层刀具进行铣削退火H13钢试验,分析不同的涂层材料刀具与切削力、切屑形态以及刀具磨损状况之间的关系。研究表明TiAlN涂层刀具的切削性能最佳。根据材料的加工性能选择最适合加工退火H13钢的Ti化合物涂层刀具。     

铣削GCr15三维热力耦合加工模型仿真

以轴承钢GCr15为对象,基于ABAQUS有限元分析软件建立了铣削加工的三维热力耦合模型。模型采用D20圆角立铣刀,仿真研究了铣削加工中铣削速度和刀具每齿进给量对铣削力的影响。并以热—力共同作用下的材料相变温度作为依据,阐释了加工中工件表面形成白层的过程,分析了加工参数对白层厚度的影响。对于研究铣削加工过程以及优化加工参数有重要意义。结果表明:随着铣削速度与每齿进给量的增大,铣削力呈上升趋势,工件表面白层厚度逐渐增加,但增加的速率随着铣削速度与每齿进给量的增大而逐渐降低。     

薄壁件铣削加工中的铣削力仿真分析

为了研究薄壁件铣削加工过程中的铣削力分布规律,在对铣削加工模型分析基础上,针对材料为45#钢的薄壁零件,采用商业有限元软件ABAQUS建立能够反映实际状态的三维铣削模型,并进行模拟,获得铣削力曲线和应力、应变分布情况。为验证仿真结果的可行性,采用与有限元模型相同的条件进行实验并获得铣削力实验数据,对比表明:铣削力的模拟结果与实验结果能够较好的吻合。分析结果表明:所建立的薄壁零件三维铣削有限元模型是可行的,其对铣削力和薄壁零件加工变形预测具有重要意义。