基于DEFORM的整体CBN刀具切削钛合金的有限元分析

利用DEFORM-3D有限元软件对整体CBN刀具车削钛合金进行了三维仿真,采用单因素试验法模拟分析CBN刀具车削钛合金时切削速度、背吃刀量和进给量对切削力和切削温度的影响。仿真结果表明:对切削力影响最大的是背吃刀量,其次是进给量,切削速度的影响最弱。切削温度方面,切削速度对其影响最大,背吃刀量最小。     

基于用户材料二次开发的Ti6Al4V切削加工三维有限元模拟

采用Ti6Al4V在大应变、高应变率和高温条件下的流动应力模型,通过用户材料二次开发写入Deform-3D材料库中,在此基础上开展了不同参数条件下Ti6Al4V高速车削加工的热—力耦合有限元模拟试验,对切削力、切削温度和刀具磨损随切削参数的变化进行深入研究。与试验结果的比较表明,采用二次开发的用户材料模型,可以提高切削力仿真精度,实现对整个切削过程的更准确预测。对切削力影响由大到小依次是背吃刀量、进给量、切削速度。从切削力的角度来选择切削参数时,优先选取较高的切削速度,其次考虑较大的进给量。对切削温度影响最大的是切削速度,且切削速度与切削温度呈正比关系,背吃刀量影响最小。从切削温度角度选择切削参数时,应选用较大的进给量和背吃刀量,适当减小切削速度。切削速度对刀具磨损的影响最大,所以,为了延长刀具的使用,必须合理地选择切削速度。     

切削用量对PCBN刀具车削钛合金的切削性能影响

为了研究不同的切削用量对PCBN刀具干式车削钛合金的影响。利用有限元仿真软件,模拟PCBN刀具干式车削钛合金实验,结果表明:随着背吃刀量和进给量的增加切削力在增大,其中背吃刀量对切削力的影响程度最大;切削速度对切削温度的影响程度最大。     

微量油膜附水滴切削对工件表面粗糙度的影响试验研究

采用正交试验方案,研究微量油膜附水滴切削（Oils on Water,OoW）时工件表面粗糙度的变化规律,并与干切削进行比较。通过对试验数据进行多元线性回归处理,建立适用于奥氏体不锈钢OoW切削时的表面粗糙度经验公式。方差分析显示,线性关系高度显著。试验结果表明：在采用较高切削速度、较低进给量、较大背吃刀量时,OoW切削较干切削能获得更理想的表面粗糙度;在相同切削效率的情况下,OoW切削所获取的工件表面粗糙度更低。     

基于田口方法的车削45钢参数优化分析

为了分析油膜附水滴切削液(OoW)润滑时,影响切削力的关键因素以及最优的切削加工参数。运用田口实验方法,对45钢进行切削实验研究。运用方差分析方法和静态信噪比对采集的实验结果进行数据处理及分析。分析结果表明:背吃刀量ap、进给量f对切削力的变化有着高度显著性影响,切削速度V的改变对切削力有着显著性影响。通过田口方法的分析得到的最优切削参数为切深0.6mm,进给量0.08mm/r,转速120m/min,为今后实际工业生产中切削参数的优化提供了重要参考。     

高速切削铝合金2024-T4切削力的仿真研究

利用有限元软件Advant Edge设计以切削力为目标,以切削速度、进给量和背吃刀量为自变量参数的三因素四水平正交试验,对硬质合金刀具切削2024-T4铝合金的加工过程进行2D仿真,研究了切削参数对切削力的影响规律。采用极差分析获得切削参数的最优组合,通过方差分析获得切削参数对切削力的显著性。结果表明:背吃刀量对切削力影响最大,切削速度影响最小,最优切削参数都是u_c=1250m/min,f=0.09mm/r,a_p=0.2mm;背吃刀量和进给量对F_x的影响显著,切削速度对F_x的影响不显著,切削速度、进给量和背吃刀量对F_y的影响显著。     

Ti6Al4V钛合金切削加工的数值模拟

采用DEFORM软件建立三维有限元模型对切削过程进行数值模拟,研究了不同切削速度、背吃刀量和进给量的切削用量三要素对切削力F和切削温度θ的影响。结果表明,在切削用量三要素中,对切削力F影响的主次顺序为切削速度进给量背吃刀量;对切削温度θ影响的主次顺序为背吃刀量进给量切削速度,模拟结果与之前的试验结果基本吻合。分析切削力和切削温度可预测Ti6Al4V钛合金的最佳工艺参数,对揭示Ti6Al4V钛合金切削加工过程的基本规律具有实际意义。     

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。     

基于DEFORM的导电切削GCr15主切削力研究

为了降低切削高强度高硬度难加工材料时的切削力,减少加工区域内的温升和刀具磨损,通过YT726刀具导电加热切削GCr15钢仿真实验,采用DEFORM-3D有限元计算和回归分析的方法,研究背吃刀量、切削速度、进给量和加热电流之间的相互关系,提出YT726切削GCr15钢的主切削力的计算公式。试验结果表明:主切削力与切削速度、进给量、背吃刀量呈正相关性,与切削温度呈负相关性,当加热电流大于一定量值后主切削力与加热电流也成负相关,即随着加热电流的增加主切削力降低。     

PDC刀具切削参数对切削力和表面粗糙度的影响

研究了PDC刀具的切削参数对切削力和表面粗糙度的影响。结果表明进给量和背吃刀量是影响切削力的主要因素,切削速度对切削力的影响较小。小进给量、高切削速度有助于提高工件表面光洁度。     

车削参数对超高强度钢车削性能的影响

通过正交仿真试验分析300M钢在车削过程中切削速度V、背吃刀量a_p、进给量f以及刀尖圆弧半径r_ε对车削300M钢切削力的影响。采用方差分析法和极差分析法确定车削参数的最优组合,并检验4个因素对切削三向力的显著性。结果表明,4个因素中,背吃刀量a_p对切削力的影响最为显著,其次是进给量和刀尖圆弧半径,切削速度对切削力的影响程度最小。使用MATLAB软件对切削三向力与各个因素之间的关系进行多元线性回归分析,并建立切削三向力经验公式。通过对比分析经验公式与仿真分析得到的三向力,确定经验公式准确可靠。     

切削参数对切削力影响的实验分析

通过切削试验。分析了切削速度、背吃刀量以及切削液等参数改变时，对切削力及表面质量的影响。     

基于正交试验的高速切削钛合金切削力研究

随着钛合金在各行业的广泛应用,钛合金的高速切削加工技术成为航天航空工业及其他制造业中的难题之一。切削力是研究切削过程的重要物理量之一,其大小和变化对工件加工品质、刀具磨损和寿命等都具有影响。本文以钛合金Ti6Al4V为研究对象,用正交试验的方法分析了切削速度、进给量和背吃刀量三个因素对切削力的影响,结果表明:径向力、切向力、轴向力都是随切削速度增大而减小,随进给量和背吃刀量的增大而增大,切削用量的变化导致各向切削力与切削合力的变化趋势基本一致;背吃刀量对切削力影响最大,进给量次之,切削速度最小;三个方向力中,轴向力最小,径向力次之,切向力最大。     

PCBN刀具断续干式切削淬硬钢Cr12MoV切削力研究

基于正交试验设计,使用PCBN刀具进行断续干式车削淬硬工具钢Cr12MoV试验,测得在不同切削参数下的切削力.运用极差分析与方差分析方法,研究各切削参数对断续切削时瞬态冲击力与准静态切削力的影响.应用SPSS软件对准静态切削力进行分析,得出准静态切削力的经验公式.研究结果表明：断续切削方式下,在切削参数中,背吃刀量对瞬态冲击力有显著影响,切削速度和背吃刀量均对准静态切削力影响较大;经验公式对准静态切削力的预测平均误差约为6.3％.     

SiCp/Al复合材料薄壁件车削加工变形的仿真研究

通过建立Si Cp/Al复合材料薄壁件的三维有限元模型,运用ABAQUS有限元软件对其车削加工过程进行模拟分析,研究了切削速度、进给量和背吃刀量等切削参数对薄壁件加工变形的影响规律。结果表明,在工件端部对Si Cp/Al复合材料薄壁件进行切削时,最大径向变形和最大挠曲变形都发生在切削区域,并随着背吃刀量的增加而增大,随着进给量的增大而增大,随着切削速度的提高呈增大趋势。其中背吃刀量对Si Cp/Al复合材料薄壁件变形的影响最显著,切削速度影响较小。     

基于车削试验法的刀具摩擦性能研究

针对316不锈钢的切削力大、刀具磨损快以及切削温度高等问题,对其提升加工性能、降低切削分力、减小刀-屑间的摩擦阻力、优化切削参数等方面进行了研究。提出了利用车削试验法在正交切削参数下研究刀具摩擦性能,利用YW1硬质合金车刀在干切削条件下对316不锈钢棒料进行了车削试验;分析了切削参数对刀-屑间的摩擦特性的影响,并使用Third Wave AdvantEdge有限元软件对切削进程进行了仿真分析。仿真结果表明:切削参数的3个因素在干切削环境下对刀-屑间的摩擦系数μ的影响程度,从大到小依次为:进给量、切削速度、背吃刀量;以刀-屑间的摩擦系数μ最小选择最优参数组合为:切削速度V_c(120 m/min)、进给量f(0.2 mm/r)、背吃刀量a_p(1 mm)。     

基于DEFORM-3D的镍基合金钢的车削加工仿真

运用IN718镍基高温合金流动应力模型进行数值模拟,考查了IN718镍基高温合金车削过程中工艺参数对切削性能和刀具的影响。结果表明:在各因素中,对切削温度而言,切削速度影响最大,进给量次之,背吃刀量影响最小;对切削力而言,切削速度影响最小,背吃刀量影响最大。换热系数对工件和刀具的最高温度和平均切削力影响不大,但工件和刀具的平均温度随着换热系数的增大而减小。研究结论有助于优化IN718镍基高温合金车削过程中工艺参数的选择与优化。     

定距螺旋桨切削参数优化试验研究

螺旋桨是飞机、轮船的重要动力推进装置,其桨叶表面加工质量是降低噪音和提高使用寿命的基础。为了提高切削加工效率及零件表面质量,采用不同切削参数设置进行镍铝青铜合金螺旋桨铣削加工试验,对比分析不同切削加工参数下切削力和加工表面粗糙度变化,得出进给量对表面加工质量影响最大,其次分别为切削速度和背吃刀量。因此,综合考虑加工效率和零件表面加工质量等因素,在粗加工、半精加工阶段可采用较小进给量、较大切削速度和背吃刀量的工艺参数设置;而在精加工阶段则可采用小进给量和背吃刀量、较大切削速度的参数设置,并最终通过实验验证工艺参数设置的合理性。     

基于正交试验的高速切削淬硬模具钢的切削力研究

通过正交设计方案,对淬硬到60HRC的冷作模具钢Cr12MoV进行高速车削切削力试验,分析了切削用量和刀具变量对切削力的影响规律,并建立了切削力的经验公式。得到如下结论:切削用量中,切削速度对切削力影响最小,进给量和背吃刀量对切削力影响较大;三个方向力中,轴向力最小,径向力和主切削力相接近,与常规切削相比,径向力偏大;小刀尖圆弧半径的PCBN刀具是进行高速切削淬硬钢时的理想刀具;经验公式预测值与实测值之间存在约5%-20%的误差。     

切削参数对树脂聚酰胺-66材料的切削性能影响

为了研究切削参数对树脂聚酰胺-66材料切削性能的影响规律，采用单因素和响应面法进行试验设计与分析，利用切削试验平台测试了树脂聚酰胺-66材料切削过程的切削力、切削温度和粗糙度。单因素研究表明，当增加切削速度时，切削力逐渐降低，切削温度和粗糙度逐渐增加；当增加进给量和背吃刀量，切削力、切削温度和粗糙度都逐渐增加。通过响应面法分别构建切削参数与切削力、切削温度和表面粗糙度之间的二次回归模型，研究了切削速度、进给量和背吃刀量参数及其交互作用对树脂聚酰胺-66材料切削性能的影响。结果表明：二次回归模型显著，其拟合精度分别为98.89%、99.09%和96.00%，预测出切削速度为90.02 m/min、进给量为0.11 mm/r和背吃刀量为2.0 mm时，切削力最小、切削温度最低和粗糙度最小。对最优切削参数进行切削试验，与预测结果对比，得出切削力分别为32.558 N和31.762 N；切削温度分别为92.5℃和90.1℃；粗糙度分别为0.732μm和0.694μm，试验值与预测值的误差率分别为2.44%、2.59%和5.19%。