铣削加工仿真及工艺参数优化

针对现代铣削加工对铣削工件质量的更高要求,该研究通过AD分析、极差分析和实际加工验证,优化了铣削加工工艺参数。该研究设计了正交试验方案,确定影响铣削加工的因素的初始参数,利用Advant Edge(AD)软件依据相关参数进行铣削加工仿真,对仿真结果进行极差分析后得出优化参数。最后该研究进行实际加工,将实际加工所得的数据与仿真结果相比较,验证仿真所得数据,优化出既具有较小的切削变形,又具有较大加工效率的切削工艺参数。为铣削加工工艺优化提出改进意见。     

基于遗传算法的航空叶片铣削加工工艺参数优化

为了提高叶片加工效率和降低加工变形量,利用正交试验法确定了若干组工艺参数方案并完成CAM和CAE仿真试验,建立了加工效率和变形量的模型。为得到更好的加工效率和更优的变形量,采用遗传算法完成对铣削工艺参数的优化计算,对最优工艺参数解集进行二次试验和优化,最终获得满足更高加工效率和更优变形量的最佳工艺参数组合。结果表明:当每齿进给量0.05mm,刀具转速2860r/min,铣削宽度0.5mm,铣削深度0.1mm时,工艺参数最优。     

薄板类零件加工精度可靠性分析及工艺参数优化

针对薄板类零件加工过程中加工变形导致加工精度低的问题,利用有限元法和高斯过程回归算法建立了加工变形预测模型,综合考虑机床运动误差与工件加工变形,对薄板件加工精度可靠性进行分析,建立了以加工效率和平均加工变形为目标、加工精度可靠度为约束的铣削加工工艺参数优化设计模型,并利用多目标优化算法进行求解,确定了协调加工效率和加工变形最优的工艺参数组合。案例研究结果表明,经优化设计后最低加工精度可靠度达到98.21%,平均加工变形减小21.14%,加工效率提高了4.18%,为薄板类零件铣削加工工艺参数选择提供了一种可行的方法。     

基于PSO算法的叶片粗铣工艺参数优化

为了降低航空发动机叶片粗铣时加工变形量,提高其加工效率,采用正交组合设计进行工艺参数分组,基于Deform平台完成叶片铣削加工模拟仿真,获取铣削力并找到工艺参数与叶片变形量之间变化规律。应用多元二次回归方法建立叶片变形量与工艺参数的相关性数字模型,对模型进行方差分析,检验与试验值的拟合度,并利用PSO算法求解最优工艺参数。结果表明：在其他条件保持不变情况下,通过PSO算法可获得加工变形量小和加工效率高的最优工艺参数。     

基于变形控制的薄壁结构件高速铣削参数选择

首先对国内外有关研究薄壁件铣削加工变形的文献进行了回顾。然后,对不同切削参数下铣削力变化规律以及因铣削力引起的加工变形进行了理论分析与试验研究,并以此为基础提出了薄壁件高速铣削切削参数选择原则。试验结果表明,采用优化的切削参数不仅使薄壁件加工精度得到了保证,加工效率也大大提高。     

TiAlN涂层铣刀铣削9SiCr钢切削性能试验研究

采用TiAlN涂层刀具,对合金工具钢9SiCr的高速铣削加工性能进行试验研究,分析铣削速度对铣削力、表面粗糙 度、表面形貌、切屑变形和刀具的磨损的影响。并获得能够保证对其进行高效高精度加工的合理工艺参数。     

轨道车辆薄壁铝型材的典型加工工艺

从铝合金材料的性能及工艺特点入手,介绍了轨道车辆所用铝合金材料,并列举了几种典型薄壁铝型材的截面结构。阐述了薄壁铝型材件的加工设备选型、铣削刀具选用和夹具布设的工艺设计过程,从加工余量、铣削力和铣削热等方面对薄壁铝型材的加工工艺进行了探讨,提出了影响薄壁铝型材加工质量的主要因素——变形,而影响变形的主要因素是装夹方式。总结出了装夹方式、选用刀具和铣削参数等合理的加工工艺方案,解决了轨道车辆薄壁铝型材的加工变形和薄壁撕裂等问题,提高了成品合格率．     

钛合金薄壁件超声振动辅助铣削工艺研究

在钛合金薄壁件的铣削加工过程中,存在薄壁件变形大、加工精度低等问题,为此,提出了一种基于超声振动的辅助铣削加工工艺方法。首先,分析了钛合金材料的切削变形机理,得到了影响工件变形的关键因素,为后续参数指标分析提供参考;然后,利用ABAQUS有限元仿真软件,对钛合金薄壁件的形变和受力情况进行了分析,讨论了超声振动的作用机理及其对切削力的影响;最后,在超声辅助条件下,通过单因素试验,研究了不同工艺参数对薄壁件铣削形变量的影响规律。研究结果表明：超声振动辅助加工可有效解决薄壁件铣削变形问题,大幅提高其加工精度;随着主轴转速和超声功率的增加,薄壁件的变形量呈逐渐降低的趋势;而随着进给速度的增加,薄壁变形量呈逐渐增加的趋势。该试验结果与仿真结果基本一致,与理论值的平均误差在5%以内,由此可见,该结论可为钛合金薄壁件铣削加工中参数的选择和优化提供参考。     

薄壁结构件铣削参数有限元正交优势分析及优化

大型整体薄壁结构件在航空、航天工业中得到了广泛应用。但由于其刚性差,在铣削加工过程中常常出现铣削力过大而引起较大的变形,严重影响工件的加工质量和精度。针对上述问题,提出一种有限元正交优势分析方法,用以优化铣削参数,减小铣削产生的零件变形。该方法采用正交试验设计规划指导有限元铣削加工变形分析的参数方案设计,通过不同方案的计算结果研究分析铣削速度、铣削深度、铣削宽度、每齿进给量对加工变形的影响,得到各铣削要素选择的较好水平;采用优势分析方法对正交试验结果进行处理,得到各铣削要素对加工变形的贡献率,从而确定优化的铣削加工方案。以某薄壁框类零件为例得到了铣削参数的优化组合,经过验证,优化后的试验方案减少了铣削产生的最大变形量,证明了该方法的可行性及有效性。     

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。     

瞬时铣削力数学模型及验证

在实际铣削加工中,由于铣削的断续性以及铣刀的多齿性,使得铣削力呈动态变化,动态变化的铣削力是造成工艺系统振动和工件变形的主要因素,因此建立准确的动态铣削力预测模型,是研究铣削加工工艺参数优化、铣刀结构参数优化和加工表面形貌预测的基础,并且对指导实际加工生产具有重要的意义。以微元铣削力为基础,通过计算某一时刻参与铣削的切削刃长度构造瞬时铣削力数学模型,并且结合试验验证了此模型的有效性,此模型为优化铣削加工提供了理论依据。     

基于灰色关联决策的薄壁铣削变形预测研究

提出一种基于灰色预测的铝合金薄壁件铣削变形量的评价方法,能够同时考虑影响铣削变形量的多种工艺因素变化。为探讨多因素耦合的薄壁铣削工艺参数对薄壁变形量的影响程度及优化预测,利用正交试验采集部分样本数据,采用灰色关联法对薄壁铣削工艺参数进行优势因素分析,利用灰色决策优化工艺试验方案获得最优工艺参数,最后建立了针对铝合金薄壁件铣削工艺参数的灰色多元预测模型,并对该预测模型的预测效果和精度进行分析验证。     

薄壁件铣削过程仿真与分析

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过程进行三维仿真的方法,重点研究了LS-DYNA的动态接触算法,建立了薄壁件铣削加工的有限元模型,对工件变形及切削力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与优化,可以减小工件变形,保证加工精度.     

基于HyperWorks的匹配主模型的前盖模块铣削加工变形模拟

通过铣削加工现场加工情况的分析以及铣削力试验,建立有限元模型,基于有限元分析软件HyperWorks对试验工件和汽车前盖模块进行变形分析,获得加工时检测点的变形量和最大变形量,并通过试验验证分析方法的正确性,为匹配主模型铣削工艺改进提供理论依据和方法.     

基于ABAQUS的7150-T6铝合金直角铣削仿真研究

为促进T6态7150铝合金在直角铣削过程中加工工艺参数的优选,使用ABAQUS分析软件,结合正交实验和极差分析法研究T6态7150铝合金仿真铣削过程,探讨不同加工工艺参数(铣削速度、进给量、铣削深度等)对铣削应力和铣削温度的影响规律。研究结果表明：铣削速度、铣削深度、进给量对最高温度、平均应力、铣削力均存在一定影响;考虑到铣削刀刃强度因素,铣削深度不应大于0.25mm;当进给量为0.2mm/z时,铣削变形区位置的温度变动幅度较小,可采用较大的进给量以增加材料去除率;同时可以选择较快的铣削速度进行加工,铣削速度为320m/min。     

基于正交试验的锡铋合金铣削加工表面粗糙度研究

为了提高表面加工质量,对锡铋合金表面粗糙度与铣削工艺参数之间的关系进行了研究。基于正交试验设计方法,以主轴转速、铣削深度、进给速度、铣削宽度四个参数作为影响因素,进行铣削试验研究。利用ANOVA确定了进给速度是影响锡铋合金加工质量最重要的工艺参数,而铣削深度对锡铋合金加工质量影响最小;经极差分析,得到了最佳的锡铋合金铣削工艺参数组合;并分析了各因素与表面粗糙度之间的规律,为提高锡铋合金的加工质量提供依据。     

航天器X型整体壁板加工变形控制技术研究

针对航天器X型整体壁板在铣削过程中产生加工变形导致结构尺寸超差的问题，提出一种利用有限元仿真预估零件加工变形程度的方法来优化加工工艺方案。对壁板加工过程中的受力状态进行研究，给出了一种利用铣削轨迹获取各个方向铣削力的方法，并利用铣削力有限元仿真来预估整体壁板的加工变形程度。同时，根据优化后的工艺方案设计了分腔式真空吸附工艺装备。通过实例加工验证了该方法控制铣削变形的有效性。     

钛合金介观尺度铣削表面粗糙度特征分析及工艺优化EI北大核心CSCD

为提高钛合金介观尺度铣削加工表面质量,以主轴转速、每齿进给量、轴向切削深度为主要研究因素,对介观尺度铣削表面粗糙度特征进行了分析,优化了工艺参数。考虑到介观尺度铣削加工的间断性切屑形成和单齿切削现象,分析了刀具转角与切削厚度及累计弹塑性变形次数的对应关系。在此基础上,设计了正交实验,将铣削表面划分为逆铣区域、中间区域和顺铣区域,通过方差分析确认每齿进给量是介观尺度铣削表面粗糙度最重要的影响因素。采用田口方法分别对局部区域加工工艺参数进行优化。实验结果表明,相对于中间区域,逆铣区域和顺铣区域弹塑性变形更频繁,表面粗糙度更高,以逆铣区域或顺铣区域表面粗糙度为优化目标时的优化效果更好。     

基于变形映射的多轴粗加工工序模型建立方法

在多轴铣削加工中,建立准确的加工工序模型是实现航空类零件智能加工的关键技术。为了获得复杂零件准确的加工工序模型,提出一种基于变形映射的多轴粗加工工序模型建立方法。介绍变形映射技术的理论基础,建立三次埃尔米特超限插值的变形映射模型,并分析变形映射模型中影响工序模型几何形状的工艺参数;根据工艺约束的分析结果对工艺参数进行设计,并将带工艺约束的工艺参数引入到变形映射建模方法中来构造工序模型。在一类复杂航空零件上进行验证。算例表明,该方法能够在控制当前加工余量的情况下构造复杂零件多轴粗加工的工序模型,可缩短零件的总加工时间,在一定程度上改善了加工效率。     

钛合金介观尺度铣削表面粗糙度特征分析及工艺优化

为提高钛合金介观尺度铣削加工表面质量,以主轴转速、每齿进给量、轴向切削深度为主要研究因素,对介观尺度铣削表面粗糙度特征进行了分析,优化了工艺参数。考虑到介观尺度铣削加工的间断性切屑形成和单齿切削现象,分析了刀具转角与切削厚度及累计弹塑性变形次数的对应关系。在此基础上,设计了正交实验,将铣削表面划分为逆铣区域、中间区域和顺铣区域,通过方差分析确认每齿进给量是介观尺度铣削表面粗糙度最重要的影响因素。采用田口方法分别对局部区域加工工艺参数进行优化。实验结果表明,相对于中间区域,逆铣区域和顺铣区域弹塑性变形更频繁,表面粗糙度更高,以逆铣区域或顺铣区域表面粗糙度为优化目标时的优化效果更好。