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.     

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。     

薄壁工件铣削加工变形的预测

以铣削力模型和ABAQUS有限元分析软件为基础,采用考虑了刀具/工件变形耦合效应、材料去除效应以及工件变形引起铣削力加载点变化等因素的仿真预测方法,建立了薄壁工件加工变形预测的有限元分析模型,并对航空钛合金框体工件进行了铣削加工变形预测及试验验证,仿真结果与试验数据吻合较好。     

基于MRF柔性辅助支撑的弱刚性零件铣削加工

设计了一套基于磁流变液的柔性辅助支撑装置,用于提高弱刚性零件的加工精度.利用有限元方法通过Comsol软件对装置磁感应强度进行仿真,研究其提供的支撑力大小,运用工程力学知识对加工工件进行力学分析、理论变形量计算以及对加工工件进行有限元加工变形仿真,研究不同加载电流状态下磁流变液辅助支撑装置对加工工件变形情况的影响.最后搭建试验台,在不同铣削参数以及磁流变辅助支撑装置加载不同电流的条件下进行铣削实验并测量加工工件的表面粗糙度以及平面度,研究铣削参数以及磁流变辅助支撑对工件加工表面质量的影响.结果表明,MRF辅助支撑装置可提高弱刚性工件的刚度,抑制加工变形,改善工件加工质量.     

切削中残余应力释放对工件加工变形影响研究

为了研究加工过程中毛坯初始残余应力的释放对加工变形的影响,在弹塑性理论的基础上,建立了三维铣削仿真加工变形场的有限元分析模型,利用位移约束转换和"单元生死"技术仿真了加工过程中工件装夹和材料的去除。通过仿真数据与实验数据相比较,结果表明:工件毛坯残余应力在铣削加工过程中对称释放有利于减小工件加工后变形。     

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MATLAB的圆周铣削力仿真对铣刀参数的选择分析

针对圆周铣削加工中工件和机床的偏移使得铣削力对工件精度有较大影响的现状,通过对圆周动态铣削力模型理论进行研究,然后利用MATLAB函数通过改变参与加工的铣刀参数对圆周铣削力进行仿真分析,并通过对照仿真实验进行模型验证,研究结果表明在铣削过程中铣削力分布对工件已加工部分的尺寸精度有重要影响,通过对不同参数的仿真结果对比表明在生产加工前通过铣削力仿真可以选择出较为合理的铣刀加工参数从而减少机加工误差,提高加工效率。     

双点压板夹紧对薄板件铣削平面度的影响研究

为了减小薄板件铣削加工的平面度误差,采用双点压板对工件进行夹紧。通过分析双点压板对工件铣削变形的作用规律,分别设计了仿真试验与切削试验对双点压板的作用进行验证,并与传统装夹方式下的工件加工后平面度进行对比。试验结果表明,采用双点压板装夹时,夹紧力引起的工件弹性变形与切削力引起的工件弹性变形相反,并且在切削过程中,夹紧力能够抑制切削力引起的工件弹性变形,有利于保证已加工表面的平面度。     

航空铝合金7075-T7451薄壁件铣削加工模拟及变形预测

在考虑刀具变形、工件及刀具材料性能参数的基础上,建立了三维斜角切削力有限元模型,利用有限元分析软件ABAQUS6.8对航空铝合金7075-T7451材料进行了铣削仿真模拟,获得了切削力、工件变形情况、上层材料对下层材料切削力的影响、切屑形状与大小等规律。其次,针对航空铝合金7075-T7451材料铣削过程进行了切削试验,结果表明所提出的切削力有限元模型具有可行性,可以有效地预测薄壁件的铣削加工变形。     

铝合金薄壁件高速铣削加工中铣削力的建模与仿真

对铝合金薄壁件在高速铣削加工中的变形进行了分析,在已有的研究基础上建立了新的动态铣削力模型,并进行了铣削力的预测与仿真,通过铣削力仿真结果的分析得出,在薄壁件铣削加工中合理的选择刀具齿数、切深、每齿进给量等因素,对提高工件表面质量是很有效的。     

薄壁件立铣切削力的有限元模拟与实验研究

薄壁件铣削加工中铣削力是导致加工变形的直接原因,是加工误差的主要影响因素.在考虑刀具变形、工件及刀具材料性能参数的基础上,建立了三维斜角切削力有限元模型,利用有限元分析软件ABAQUS对薄壁件斜角切削过程进行了仿真模拟.其次,针对铣削过程进行了切削力测试,结果表明本文提出的切削力有限元模拟方法具有较高的精度,对切削参数的优化提供了理论依据和便利工具.     

基于有限元分析的走刀策略对铝合金薄壁筋铣削仿真工艺研究

铝合金薄壁筋具有弹载计算机结构件的典型特征,其结构简单但整体刚性差,在加工过程中极易产生加工变形,影响工件的加工精度。为合理选择走刀策略,使用ABAQUS软件对铝合金薄壁筋铣削过程进行有限元仿真建模,分析了不同走刀策略下铣削过程中的铣削力及工件铣削后的变形情况。同时设计对照试验组进行试切验证,通过三坐标测量仪分别测量了薄壁筋在不同走刀策略下的形变,验证了仿真分析结果的正确性。     

基于有限元仿真的细长导轨加工变形与误差补偿技术

细长导轨是一种典型的航空薄壁件,为解决局部刚度弱而产生的加工变形,提出了以铣削力的施加代替铣削过程模拟的误差补偿技术新方法,可以有效克服对大型工件进行铣削过程模拟的计算量大、求解时间长的问题。首先通过对刀具铣削样件进行Abaqus有限元仿真,获取三坐标方向铣削力并与经验公式对比验证,然后通过Abaqus脚本程序对采样点依次施加铣削力求取加工变形量,通过镜像误差补偿理论获取刀具补偿轨迹。试验表明,仿真计算获得的加工变形曲线与测量获得的加工变形曲线拟合的很好,采用刀具补偿轨迹加工后,工件的加工精度显著提高,变形量减少60%以上。     

薄壁深腔零件铣削加工误差仿真分析

为避免薄壁深腔零件侧壁加工过程中因铣削力引起的让刀变形而导致加工精度较低的问题,提出一种基于有限元的铣削加工误差仿真算法。考虑工件/刀具系统的让刀变形及工件的回弹变形,计算生成刀齿微元的连续运动轨迹,并基于点的六面体映射算法对材料进行去除,从而得到连续加工过程和加工面上任意点的加工误差及加工面形貌。以某典型薄壁深腔开口框体结构为加工对象进行了仿真分析,通过实验验证了所提仿真方法的准确性。     

一种基于动力学分析的薄壁深腔零件加工变形仿真方法

为了提高薄壁深腔零件侧壁加工变形的预测精度,对铣削力引起的侧壁让刀误差进行了研究,提出一种基于动力学分析的薄壁深腔零件加工变形有限元动态仿真方法。该方法通过建立刀具动力学方程,求解其中关键参数、得到铣削过程中刀具任意点运动状态,并采用生死单元法对被切削材料进行去除。在计算铣削力时考虑刀具/工件挠度变形对铣削力的动态响应,计算获得考虑让刀反馈的铣刀瞬时切削厚度及总体铣削力,最终得到零件加工过程的实时变化规律,以及在此铣削力影响下工件侧壁的变形量。通过实验验证了仿真方法的准确性。     

零件结构形式对铣削加工变形的影响研究

在弹塑性理论的基础上,建立了三维铣削仿真加工变形场的有限元分析模型,利用"单元生死"技术仿真了加工过程中材料的去除.研究了零件结构不同,加工过程中毛坯初始残余应力的释放对加工变形的影响,通过仿真数据与试验数据相比较,结果表明,只要建立正确的三维有限元分析模型,完全可以实现对零件加工变形规律的预测;工件毛坯残余应力在铣削加工过程中对称释放有利用减小零件加工后变形.     

传扭转接盘高速铣削变形分析与控制

针对航空发动机典型件传扭转接盘在加工过程中因易变形而导致面型误差大、成品率低的问题,利用有限元模拟、力系平衡理论和铣削试验相结合的方法分析了自重、切削力、夹具及装夹方式、加工顺序4个方面对工件变形的影响。结果表明:自重对工件变形有一定影响,利用压板夹具装夹,其装夹力对工件变形影响较大;随着切削力的增大,工件变形增大,在相同切削力变化区间内,铣削工件正面两端凸台面时切削力对工件变形影响最大;利用圆柱销和沉头螺钉装夹方式设计的夹具能够减小装夹力和自重对加工变形的影响,选用正反面反复铣削加工方法可以有效地降低工件变形程度。     

残余应力引起的铣削变形有限元分析

应用弹性力学理论推导出了二维连续铣削过程中工件内应力再分布及其引起变形的计算递推公式.解决了有限元建模、初始应力加载、变形评估等仿真关键技术,建立了残余应力引起铣削变形的二维有限元仿真模型.最后对实例进行了仿真计算,分析了残余应力引起的加工变形规律,并用解析法对仿真结果的进行了验证.     

铣削加工中工件变形仿真预测方法研究

准确地数值模拟铣削加工过程,对控制工件加工变形、提高加工精度有实际的意义。基于热-机耦合弹塑性有限元方法,采用ABAQUS有限元仿真软件,创建了铣削加工过程的三维有限元模型,预测了工件在铣削力和铣削热耦合作用下的变形情况。研究结果表明,数值模拟计算与实验结果比较吻合,从而证明了该仿真预测方法的可行性与有效性。     

基于材料内部残余应力释放的加工变形仿真实验研究

在弹塑性理论的基础上,建立了三维铣削仿真加工变形场的有限元分析模型,利用“单元生死”技术仿真了加工过程中材料的去除研究了零件在加工过程中因毛坯初始残余应力的释放而引起的工件加工变形规律设计了典型零件的数控加工变形试验,使用三坐标测量仪测量了每次材料去除后产生的变形通过仿真数据与试验数据比较分析,数据结果表明,只要建立正确的三维有限元分析模型,完全可以实现对零件加工变形规律的预测,从而制定出减小工件加工变形的合理加工工艺.