基于数值模型的数控加工中切削力与稳定域仿真

针对数控铣削加工工艺参数选择存在的问题,以球头铣刀高速铣削过程为研究对象,建立了考虑机床-刀具-工件系统振动的非线性动力学模型,分析了铣削力中的动态分量对切削颤振的影响,在考虑再生颤振的基础上建立非线性动力学模型.基于动态铣削力建模和颤振稳定域分析计算,提出了机床切削系统稳定性极限预测方法,并对其进行仿真分析,为铣削加...     

高速加工铣刀结构参数的分析

高速切削机床激振频率远远超出“机床-刀具-工件”工艺系统的固有低频范围,高速铣削过程中产生的振动,会导致刀具的折断、降低加工精度等。铣削过程中的振动,除了与其加工参数及工件材料性能有关外,还受其自身结构参数的影响。铣刀结构参数对振动的影响体现在影响其结构的振动特性,即其结构的固有频率和振型。因此,研究铣刀结构参数对振动的影响,对降低加工振动、提高高速铣削效率及精度非常必要。     

钛合金高速旋转超声椭圆振动侧铣削切屑特征和刀具磨损研究

难加工材料钛合金在采用传统铣削方式时,随着切削速度的增加,切削力和切削温度都迅速增加,使得切削条件恶化并加速刀具磨损,从而导致刀具过早失效。将超声椭圆振动加工技术引入到高速铣削中,进行了钛合金高速旋转超声椭圆振动侧铣削试验。从切屑特征以及刀具后刀面磨损两个方面研究了高速超声椭圆振动铣削参数匹配对钛合金加工的影响。首先基于高速超声椭圆振动铣削过程中刀具-工件的运动学特点推导出高速超声椭圆振动铣削加工参数与振动参数间的匹配关系,然后利用本实验室自行研制的超声椭圆振动铣削装置进行了不同参数匹配关系下的验证性切削试验。试验结果表明：合理的参数匹配使得超声椭圆振动铣削在高速条件下依然能够实现分离型断续切削加工。相比普通铣削加工,分离型的高速超声椭圆振动铣削能够获得更加微细的切屑,切削热能够被及时地带走;良好的切削条件使得刀具的后刀面磨损均匀而缓慢,从而延长刀具的使用寿命;高速超声椭圆振动铣削能够有效地提高生产效率。     

球头铣刀高速铣削Cr12模具钢的振动特性分析

利用球头铣刀高速铣削Cr12模具钢,研究了切削速度、进给量和切削深度对主轴和刀具切削振动的影响变化规律,结果表明随着切削速度的增加,工件振动增加缓慢,而主轴的振动迅速增加,远超过工件的振动成为主振动,主轴进给方向的振动要小于非进给方向的振动。在小进给时,随着进给速度增加各向切削振动而迅速下降,在大进给速度时,各向振动随进给速度增加保持平稳;各通道的切削振动都随着切削深度的增大而增长,因此在高速铣削过程中,主轴振动为主振动,是影响加工表面质量的主要因素。     

超声高速铣削SiC_P/Al试验研究

颗粒增强铝基复合材料(SiC_P/Al)以其优异的性能倍受世界各国重视。但由于其内部含有高强度、高硬度的增强颗粒(SiCP),使得切削加工变得非常困难。为解决SiC_P/Al的机械加工难题,利用自主研制的超声铣削系统,对高速超声铣削SiC_P/Al进行了实验研究。文中分析了切削参数对切削力的影响,并对普通与超声加工SiCP的变形破坏方式、工件表面的微观结构和切削过程中的刀具磨损状况进行了对比分析。研究表明:与普通铣削相比,超声高速铣削可以降低铣削力;使用PCD刀具在高速铣削时,可有效改善SiC_P/Al工件表面质量。     

高速铣削高锰钢的温度信号采集与分析

分析了高速铣削高锰钢过程中铣削温度受切削参数的影响规律。利用自制的测温系统测量刀具与工件界面温度和测量工件中的温度分布,结果显示工件温度峰值低于刀-工界面温度,刀-工界面温度变化规律和工件温度变化规律与传统的加工机理相符合,即切削速度(主轴转速)对刀-工界面温度和工件最高温度有显著的影响,随着切削速度的增加,工件平均温度及最高温度上升,而进给速度对刀-工界面温度和工件最高温度的影响不甚显著。     

铝合金高速铣削中切削温度动态变化规律的试验研究

切削温度与刀具磨损、工件加工表面完整性及加工精度密切相关。高速切削过程中切削温度随工件材料、所选刀具及切削用量的不同而呈现出与普通切削过程不同的变化规律。本文应用红外热像仪测温系统对高速铣削过程中切削温度的动态变化规律进行试验研究 ,首次给出了铝合金高速铣削过程中存在的临界切削速度关键数据及切削温度随切削速度的变化规律 ,其结论有助于指导铝合金高速铣削加工、优化高速切削工艺及建立高速切削数据库。     

涂层刀具高速铣削高硬度淬硬钢的振动研究

高硬度淬硬钢高速铣削过程具有高铣削速度和高加工表面硬度的特性,平稳高效的铣削能保证加工质量和精度,铣削振动的产生限制了硬态切削技术优越性的发挥.通过设计在不同加工工艺参数条件下涂层刀具高速铣削高硬度(HRC 48～68)淬硬钢试验,使用LMS Test9A测试分析软件采集铣削振动信号,进行时域和频域分析,研究铣削振动与淬硬钢材料硬度、铣削工艺参数的关系.结果表明:淬硬钢工件材料硬度提高,将使涂层刀具前刀面与淬硬钢工件材料的摩擦增大,进给方向摩擦阻力增大,振动信号幅值增大;TiAlN和AlCrN涂层刀具铣削时产生的振动信号相对TiSiN和CrSiN涂层刀具偏小,涂层设计过程中Al元素的添加对抑制和减少淬硬钢铣削振动有积极作用;铣削工艺参数值的变化对刀具进给方向铣削振动的影响各不相同,其中铣削速度的变化使铣削振动产生一个振动极值点;为了获得较小的铣削振动幅值和较高的铣削效率,优先选择的铣削参数值应使铣削振动尽可能减小.     

吹气条件对石墨高速铣削过程的影响

在石墨高速铣削加工过程中采用合适的吹气及吸尘装置,可有效减小刀具磨损,提高加工质量.通过改变石墨高速铣削过程中的吹气条件,包括气流的喷射角度、距离和压力,对比了有无吹气条件时石墨切屑形式和吸附情况,精确测量切削后分布在工件和刀具表面的石墨粉屑质量,研究了切削速度、进给速度、轴向切削深度和径向切削深度等切削参数对石墨切屑吸附情况的影响,分析了石墨切屑的运动方式及吸附情况对石墨高速铣削加工过程的影响.     

高速干式飞刀铣齿切削动力学模型及仿真研究

以单齿高速干式飞刀铣齿过程为研究对象,考虑了铣削振动的再生效应、断续切削及铣削厚度等因素,建立了该切削过程的动力学模型,运用Matlab/Simulink软件进行了数字仿真,获得了单齿高速干式飞刀铣齿的切削振动结果,并与其他文献的实验结果及研究结论进行了对比分析,表明了模型的正确性.该模型能够正确反映动态铣削力与各种切削参数之间的变化关系以及刀具的振动状态,较真实地反映了切削振动过程,为进行更加深入地研究奠定了一定的理论基础.     

浅谈顺铣与逆铣在铣削加工中的应用

在铣削加工中,采用顺铣还是逆铣方式是影响加工表面粗糙度及刀具切削寿命的重要因素之一.铣削方式的选择应视零件图样的加工要求,工件材料的性质、零件在加工中装夹的受力特点以及机床、刀具等条件综合考虑顺铣与逆铣在铣削加工中的应用.在现代加工技术中,各单位对于顺铣与逆铣的应用情况也不尽相同.因此需要掌握顺铣与逆铣的知识和在加工中的应用及切削力的分析.     

铣刨鼓铣削过程仿真及切削应力分析

针对铣刨鼓铣刀易发生失效的情况,研究了铣刨鼓铣刀铣削路面过程中刀具切削应力的变化规律及切削要素对其影响。使用Johnson-cook本构关系及其断裂准则建立了沥青路面的材料模型;根据铣刨机铣削沥青路面的工况,基于ABAQUS有限元法建立了铣刨鼓铣削沥青路面的有限元模型,探究了铣刨鼓以不同切削速度、进给速度、切削厚度铣削沥青路面时铣刀的切削应力变化规律。结果表明:切削应力随着切削速度的增大而增大;切削应力随切削深度的增大而增大;切削应力随进给速度的增大而减小。     

插铣加工中顺铣与逆铣的工艺性对比

以45钢及40Cr为试件,分别改变插铣步距、径向切深、每齿进给量及切削速度,从切削力和切削振动两个方面对插铣加工中的顺铣和逆铣两种工艺进行对比分析。结果表明:在切削振动方面,顺铣和逆铣无明显差异;在切削力方面,逆铣切削力较小且切削刃切入工件时切削力过渡相对平缓,有利于提高刀具寿命并降低机床负载,可使用较大的切削参数以最大化发挥插铣加工高效率的优势。     

淬硬钢的铣削加工

介绍适合于淬硬钢铣削加工的刀具材料与刀具涂层技术。针对淬硬钢的铣削加工,通过切削实验,比较硬质合金铣刀不同涂层材料的切削性能,探索适合高度金属材料的高速加工方法。     

PCBN刀具端面铣削淬火钢的铣削力研究

通过试验分别研究了铣削用量、刀具几何参数、工件材料硬度、刀具磨损情况和PCBN材料的晶粒粒度对铣削力的影响，得出了铣削力的经验公式，并提出了降低铣削力的具体途径。     

普通铣床标准齿轮铣削加工技巧？

随着机械化程度的不断提高,越来越多的加工方法表现出各自的优缺点。本文在实践经验的基础上对标准齿轮的仿形法进行了总结和归纳,从基本的加工方法入手,对标准齿轮的加工方法进行了阐述,力求加工工艺简洁明了并具有实用性。该方法在加工方法上具有实际可操作性,在实践教学中具备了一定的可行性。     

基于数控铣床刀具半径补偿的顺铣和逆铣

阐述了数控铣削加工中的刀具半径补偿指令和应用。研究了在数控铣床加工中顺铣和逆铣加工对零件加工精度的影响,探讨了在实际生产中顺铣和逆铣的选用方法。     

数控铣削加工中顺铣和逆铣对加工表面粗糙度的影响分析

顺铣和逆铣作为铣削加工中的两种铣削方法被广泛地使用,两种方法的加工特点好像已经被默认在大家的脑海中.但是,随着数控加工技术的发展和应用,顺铣和逆铣的选择对保证产品质量和提高生产效率更显示出它们的重要性.文章通过数控铣削加工中采用顺铣和逆铣两种方法对加工表面粗糙度的对比以及数据分析,得出一些新的结论,供大家借鉴.     

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。     

圆柱铣刀铣削力过程的物理建模

密切结合先进制造技术的需要,以虚拟制造技术作为研究课题,运用金属切削理论等,对铣削力建模进行了系统深入的研究.该模型中考虑了前刀面上作用的正压力和摩擦力,给出了适用于圆柱螺旋刃铣刀的三维单元铣削力模型.论文为丰富虚拟制造建模理论体系、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.