基于ANSYS的细长轴双刀车削刀具退让量误差优化研究

通过建立细长轴对称式双刀车削模型,推导出刀具加工点理论退让量公式。对细长轴双刀车削进行静力学仿真分析,得到刀具在加工点退让量数据。结合刀具径向力与背吃刀量的关系,以及引起刀具退让量误差的其他因素,在刀具加工点理论退让量公式中引入修正系数k,通过对比分析仿真曲线和预测理论曲线,确定修正系数k的大小,为细长轴数控车削误差补偿提供理论依据。     

数控车床双刀结构研究

为保证刹车盘加工重要精度DTV(disk thickness variation)要求,数控车床一般采用双刀同步加工的方法.本文针对数控车床双刀结构进行深入的研究,提出三种双刀结构:固定双刀结构、液压双刀结构、伺服辅助轴双刀结构.通过结构分析,得出伺服辅助轴双刀结构可精确快捷的调整双刀之间的距离,稳定保证DTV要求,降低机床辅助调整时间,提高效率.     

动态激励下多参数对不落轮轮对车削稳定性的影响

为了解决不落轮轮对车床加工过程中车削系统工艺参数的变化直接影响车轮踏面加工的稳定性问题,首先,建立了以动态车削力作为激励下的车削系统动力学模型,分析模型来确定影响不落轮轮对踏面车削稳定性的因子,并求出递推求解算法和实例仿真进行验证模型的正确性。最后,通过实例仿真确定车削振动工艺参数刚度系数、主轴转速、刀具几何参数等对车削颤振系统稳定性的影响规律。分析结果表明：通过调节这些参数可以有效地控制车削加工中的稳定性,从而有效地提高加工效率和精度。     

车削表面形貌仿真技术的研究

通过分析各种影响表面轮廓形貌生成因素，开发了车削加工表面形貌仿真程序，并给出了相应的仿真算例．仿真结果表明，该系统可完全模拟车削过程，具有速度快、仿真精度高等优点．     

微量车削与超精车削加工法

前言在60年代初期我们对微量车削有色金属零件使之达到微米级加工精度方面作了一些工作。在理论分析和试验研究的基础上,证实了以1微米的切削深度加工铝合金零件可以稳定地保证微米级的加工精度,并将这种经过几次走刀进行微量切削而达到微米级加工精度的工艺方法称之为超精车削加工法。在今天又向我们提出了加工亚微米级精度的有色金属零件。我们回顾了过去所作过的工作,以及近年来国内外在机械加工设备与工艺方面科研工作的成果,认为以微量车削为基础的超精度车削加工法仍然可以用来保证亚微米级的加工精度。现将微量车削和超精车削加工法的基本概念,试验研究的结果,以及对下一段工作的探讨作一介绍,以就教与会的各位同志。     

曲轴外圆加工的新工艺及其试验装置研究

对几种曲轴外圆加工工艺及复合车削工艺在加工效率、加工精度和投资费用等方面进行了分析对比,结合我国曲轴的生产现状,提出了曲轴外圆复合车削工艺,试验表明它是符合我国国情的曲轴外圆加工的新加工方法,并介绍了实现新工艺的试验装置。     

主动控制加工误差慢刀伺服车削轨迹生成方法

考虑到光学自由曲面慢速刀具伺服车削缺乏切削轨迹点选取位置和数量的依据,提出了主动控制加工误差的刀具路径生成方法。进行了刀触点、刀位点轨迹分析和慢刀伺服车削正弦波面试验,结果表明,本文方法可以预测加工表面精度并可以显著降低切削点数量。     

车削表面三维形貌的仿真研究

通过对影响表面形貌生成的刀具形状、进给速度及刀具与工件间的振动等多种因素的分析开发了车削加工表面形貌的仿真程序,并给出了仿真实例.根据仿真模型,利用OpenGL实现了车削加工的实时显示,仿真结果直观地反应了表面形貌的变化情况.     

硬铝合金超精密车削残余应力的仿真及试验

为满足超精密车削加工零件低表面应力的使用性能要求,采用有限元和试验相结合的方法,对硬铝合金进行微米级的超精密车削仿真和试验.分析切削过程的切削力和切削温度,研究已加工表面残余应力产生的原因及残余应力的性质,得到切削深度和切削速度对已加工表面残余应力的影响规律.仿真结果表明:金刚石刀具车削硬铝合金,切削温度低,切削力小,但是单位切削力大.切削力是已加工表面形成残余压应力的主导因素.表层残余应力随着切削深度的增加而变大,随着切削速度的增大反而有减小的趋势.在微米级硬铝合金的超精密切削过程中,切削深度对已加工表面残余应力的影响更为显著.进行微米级的超精密车削试验,采用XRD对表层残余应力进行测量,对有限元仿真结果进行了验证,为硬铝合金超精密车削表面残余应力的控制打下理论基础.     

基于ABAQUS的超声椭圆振动车削钛合金TC4数值分析

钛合金TC4在加工过程中会出现工件变形及黏结等问题,因此加工难度较大。利用ABAQUS软件创建仿真模型,对比了超声椭圆振动车削和常规切削对钛合金TC4力学特点的影响,并对比分析了超声椭圆振动车削钛合金TC4的切削速度、切向幅值、频率和切削深度对切削力的影响。结果表明,超声椭圆振动切削平均切削力随着切削深度及切削速度的增加而增加;随着切向幅值及振动频率的增加而减小;与常规切削相比,超声椭圆振动切削能够明显降低切削力,改善表面加工质量,提高加工效率。     

基于ABAQUS的超声椭圆振动车削GH4169的切削性能研究

在GH4169镍基高温合金加工过程中,会产生严重的加工硬化现象以及因切削力过大等原因导致的难加工问题。利用ABAQUS软件建立二维正交车削有限元模型,分析GH4169超声椭圆振动车削的切削速度和振幅对切削力的影响,以及其刀具轨迹的变化情况,并与普通车削过程进行了对比分析。结果表明,在超声椭圆振动车削镍基高温合金中,切削工艺参数对切削力影响显著,选择合理的工艺参数可以有效地降低切削力,改善加工质量。     

基于多体系统理论的数控机床加工精度预测系统

研究了基于多体系统理论的数控机床加工工件表面建模和加工精度预测建模的机理,基于虚拟加工技术,开发出了数控机床加工精度软件预测系统.最后,为了验证开发的精度预测系统的有效性,在对包括几何误差、热变形误差和力变形误差在内的机床综合误差进行检测和辨识的基础上,进行了加工精度预测仿真.     

一种基于FTS车削的微切削力模型

机械加工中的切削力模型建立对于研究工件表面形貌成型,探究切削理论有着深远的意义。在微切削加工领域,伺服车削通常用来加工自由曲面,但是考虑到尺寸效应,传统宏观领域的切削力模型无法真实地描述切削过程。针对微切削加工领域,提出了一种切削力模型,模型充分考虑了最小未成型切屑厚度,刀具切削刃钝圆以及工件对后刀面回弹引起的摩擦力。由于切削深度不同,所对应的切削原理也不同,将切削过程分为多个区域建模。当刀具切入工件后,随着切屑厚度的减小,切屑在前刀面分别经历宏观剪切、大负前角切削以及耕梨过程,而同时工件未切下的部分在后刀面的进一步作用下形成已加工表面,对应上述过程,将分为4个区域建模。最后,基于自主设计的能够精确测量两个方向切削力的快刀伺服装置(DFT-FTS)设计实验。     

基于S试件的AC双转台五轴数控机床加工 精度检测联合仿真

为了深入研究高档数控机床的加工精度检测机理,利用Adams和Matlab/Simulink软件平台对AC双转台五轴联动数控机床加工S试件的运动过程进行联合仿真。首先搭建了机床的机械系统和控制系统模型,然后将整机机械模型的6个输入变量和12个输出变量通过Adams/Control模块分别与Simulink建立的控制模型进行对接,完成系统输入、输出的设置,从而实现整机机电耦合的联合仿真。仿真结果表明五轴机床在加工S试件过程中各个轴的运动都呈非线性变化,与工程实际经验相符。     

Load-induced error identification of hydrostatic turntable and its influence on machining accuracy

In heavy duty machine tools, hydrostatic turntable is often used as a means for providing rotational motion and supporting workpiece, so the accuracy of turntable is crucial for part machining. In order to analyze the influence of load-indcued errors on machining accuracy, an identification model of load-induced errors based on the deformation caused by applied load of hydrostatic turntable of computerized numerical control(CNC) gantry milling heavy machine is proposed. Based on multi-body system theory and screw theory, the space machining accuracy model of heavy duty machine tool is established with consideration of identified load-induced errors. And then, the influence of load-induced errors on space machining accuracy and the roundness error of a milled hole is analyzed. The analysis results show that load-induced errors have a big influence on the roundness error of machined hole, especially when the center of the milled hole is far from that of hydrostatic turntable.     

基于镀膜法改善YT15车刀片性能及试切分析

为了有效地提高刀具切削使用寿命,使刀具获得优良的综合机械性能,大幅度地提高机械加工效率,通过对YT15刀具表面进行溅射镀膜,并分析镀膜前后刀具表面硬度及切削效果,结果表明:表面处理后的YT15刀具的切削性能及寿命成倍地提高,该技术的推广能有效地提高生产效率并降低生产成本.     

基于VERICUT的数控车床宏程序仿真应用

本文提出的数控车削加工教学实验仿真,对数控加工仿真的若干关键技术进行了研究,以此为基础建立了数控加工仿真系统并应用到教学中。学生利用此系统可以在计算机上模拟加工环境和在VERI-CUT平台上实现数控车削模拟仿真加工的过程,校验整个机床加工过程和加工程序的准确性,来帮助学生清除编程错误和优化切削参数,从而提高加工效率。     

Tool life modeling for evaluating the effects of cutting speed and reinforce-ments on the machining of particle reinforced metal matrix composites

The wear of cutting tools in the machining of 2024A1 alloy composites reinforced with Al2O3 particles using varying sizes and volume fractions of particles up to 23.3vol% was investigated by a turning process using coated carbide tools K10 and TP30 at different cut-ting speeds. Machining tests were performed with a plan of experiments based on the Taguchi method. The tool life model was developed in terms of cutting speed, size, and volume fraction of particles by multiple linear regressions. The analysis of variance (ANOVA) was also em-ployed to carry out the effects of these parameters on the cutting tool life. The test results show that the tool life decreases with the increase of cutting speed for both cutting tools K10 and TP30, and the tool life of the K10 tool is significantly longer than that of the TP30 tool. For the tool life, cutting speed is found to be the most effective factor followed by particle content and particle size, respectively. The predicted tool life of cutting tools is found to be in very good agreement with the experimentally observed ones.     

应用虚拟制造技术开发五轴加工中心

为了满足机床的高精度、高刚度、高速度和复杂运动的要求,用三维CAD建立整机数字模型,对在设计阶段采用虚拟现实制造技术开发五轴加工中心新产品进行了研究。在虚拟模型上进行机床运动分析和机械干涉检查,采用有限元方法做动力学仿真分析,温度变化和热变形误差分析,以及加工和装配工艺分析等。在虚拟样机上的研究结果被用来在设计过程中改进机床。