淬硬钢模具型腔铣削稳定性分析

在淬硬钢模具型腔铣削加工过程中,模具型腔表面曲线曲率不断的变化会引起实际切削参数的变化,偏离程序中设定的名义参数,各刀齿铣削状态不再完全相同。针对淬硬钢模具型腔曲线铣削过程的未变形动态切削厚度,实际径向切深、刀具-工件接触区域等进行修正,并建立铣削动力学模型,运用全离散法进行铣削稳定性分析,得到铣削稳定叶瓣图;并分析模具型腔形状参数和铣削工艺参数对铣削稳定性的影响,为铣削加工时切削参数的选择,改善工件的表面质量提供依据。     

汽车覆盖件用淬硬钢模具铣削加工的研究进展

作为汽车产销量第一大国,我国的汽车模具加工能力远远不能适应汽车更新换型的需要,中高档轿车关键覆盖件模具铣削加工质量还达不到设计要求。通过汽车大型覆盖件淬硬钢模具的铣削加工特征和难点的分析可知,铣削过程建模与仿真分析、加工工艺系统动力学特性和铣削稳定性分析、汽车覆盖件淬硬钢模具铣削加工用刀具研制、自由曲面数控编程技术及工艺规划是汽车模具高精度铣削加工的研究重点,总结归纳这几个方面的研究现状,同时探讨汽车覆盖件淬硬钢模具铣削加工仍有待于进一步解决的问题,为其后续研究方向提出一些建议。     

复杂曲面模具加工系统综合刚度场建模与分析*

在加工汽车覆盖件模具复杂曲面时,机床-刀具刚度、刀具位姿变化、模具型面变化都会影响加工系统综合刚度,进而影响模具加工精度。以四轴数控加工中心为例,针对模具曲面特征设置相应采样点,依据多体小变形理论,通过点传递矩阵、雅可比矩阵等完成该采样点的加工系统综合刚度建模,并引入了力椭球。在刀具不同的空间姿态下,通过力椭球分析了机床横梁、刀柄、刀具、模具曲面特征等对加工系统综合刚度性能的影响,揭示了曲面模具加工系统综合刚度的分布规律。最后通过试验证明,该理论模型可以有效地优化复杂型面模具加工工艺,减小模具的加工误差。     

考虑结合面和轴向力的主轴系统动力学特性

汽车覆盖件淬硬钢模具由于硬度高,在铣削过程中动态铣削力大,易发生颤振,而主轴系统动力学特性直接影响铣削稳定性。为了准确建立主轴系统动力学模型,考虑主轴系统铣削状态下产生的轴向铣削力和离心力对主轴结合面接触刚度的影响。通过分析得到,轴向铣削力对主轴结合面接触刚度有强化作用,使主轴系统固有频率有微小的增加;而离心力对结合面接触刚度有软化作用,随着主轴转速升高,系统的固有频率减小,尤其高转速时主轴系统的动力学特性偏差较大,对比而言离心力的软化作用多于轴向铣削力的强化作用,故主轴系统在铣削过程中动力学特性相比静止无载状态下仍是软化现象;分析结合面预紧力、刀具参数等因素对主轴系统动力学特性的影响规律,为准确分析主轴系统动力学特性和预测铣削稳定性提供理论参考。     

基于主轴系统动力学的铣削稳定性建模与分析

高速切削技术具有加工精度高和表面质量好的特点,但在切削难加工材料时易发生颤振。基于主轴系统动力学进行铣削稳定性的建模与分析,采用有限元法建立主轴系统动力学模型,重点考虑主轴旋转时产生的离心力对结合面刚度的影响,分析主轴转速对结合面刚度和主轴系统频响函数的影响规律。结合主轴系统动力学特性和动态铣削过程建立铣削动力学模型,利用全离散法进行铣削稳定性预测,分析主轴转速、刀具直径和刀具悬伸量对铣削稳定域的影响规律。     

汽车大型覆盖件淬硬钢模具切削加工技术

目前汽车市场上车型种类繁多,且汽车企业为了适应市场竞争需求不断更新车型,汽车换型时80%以上汽车覆盖件模具也随之更换,所以对大型汽车覆盖件淬硬钢模具高速铣削加工产生了巨大的需求.而我国汽车模具制造达不到设计要求.本文分析了汽车大型覆盖件淬硬钢模具的高速铣削加工中存在的问题,在淬硬钢模具高速硬态铣削机理研究、切削动力学分析、切削刀具技术、加工工艺综合优化几个方面的研究现状进行分析和总结,同时指出了大型汽车覆盖件淬硬钢模具切削加工技术有待于进一步解决的问题.     

铣削工况下考虑结合面的主轴系统动态特性

机床主轴系统动态特性直接影响铣削稳定和表面加工质量，而铣削状态下主轴系统动态特性与静止或空转状态下存在差异。针对此问题，建立了铣削工况下主轴系统和结合面动力学耦合模型，获得铣削工况下主轴系统动态特性，并通过铣削过程中机床主轴系统动态特性实验测试进行验证，将静止状态与铣削工况进行对比，预测结果误差平均降低了11.35%。实验结果表明，径向铣削载荷和转速削弱了结合面的刚度特征和系统动态特性，而轴向铣削载荷增强了结合面的刚度特征和系统动态特性，影响最为明显的是主轴转速，其次为径向铣削载荷，然后为轴向铣削载荷。研究结果为铣削状态下主轴系统动态特性和铣削稳定性预测提供了理论支持。