考虑过程阻尼的圆弧刃铣削淬硬钢极限切深

为了研究圆弧刃铣刀动态铣削过程中的过程阻尼情况,通过分析刀具结构的几何参数和工艺参数,对现有的模型进行整合优化,建立了圆弧刃铣刀过程阻尼的动态铣削数学模型.基于改进的数学模型,计算出后刀面侵入体积,并进行大量切削稳定极限实验,得到了高速下的极限切深.同时,应用Matlab和ANSYS软件解算得到铣削模态方程的过程阻尼系数,结合能量平衡方程,给出了淬硬钢耕犁力系数,进而预测极限切深.仿真结果表明,刀具后角和刃口半径对过程阻尼影响显著,预测极限切深与实验结果一致.     

基于工控机的石材铣削力测量系统

目的研究金刚石圆柱铣刀铣削石材的铣削力,建立基于工控机的石材铣削力测量系统．方法通过对金刚石圆柱铣刀铣削石材的受力分析,建立了金刚石铣刀铣削力的数学模型．结合测力指标构建了石材铣削力自动测量系统的硬件实验装置,给出了软件开发过程中数据采集关键环节的解决方法．结果利用该系统对石材铣削力3个分力进行了实际测量,获得了可靠的铣削力数据,实现了测量数据的实时采集、曲线绘制和数据管理．结论石材铣削力自动测量的实现,为进一步研究金刚石刀具的磨损特性、石材的切削性和加工工艺参数的优化等提供了理论依据．     

三沟槽锥球头铣刀的新型虚拟模型研究

分析了与经线、轴线成定角以及等螺距的传统回转铣刀刃口设计存在的设计制造难题,提出了一种新型刃口设计方法,给出了相应的刃口应当满足的通用微分方程,并以第三沟槽的锥球头铣刀为例,建立了新型的刃口设计、沟槽设计相关模型,还给出了二轴联动制造锥球头铣刀中的主干数学模型,给出了二轴联动加工中的进给速度公式,并结合与工厂合作的实践,指出解决其相关问题的方法,从而为这种新型设计与相应制造提供了整套虚拟模型,可供同类研究参考。     

等螺旋角锥形立铣刀容屑槽槽形的理论分析

本文研究了等螺旋角锥形立铣刀容屑槽的槽形特点及其形成方法,推导了槽形的理论计算公式并编制了相应的计算机程序,利用该程序可以在进行实际的切削加工前,在计算机上绘制其加工槽形,并计算前角、刃带宽度,有利于正确地选择二次刀具及调整参数。     

球头立铣刀端刃等主后角刃磨法

利用微分几何的基本理论,建立了球头立铣刀端刃等主后角刃磨时,砂轮中心的运动轨迹方程,从而为球头立铣刀端刃后刀面的数控刃磨加工提供了可行的数学模型。     

铝合金 Al7075-T651螺纹铣削力仿真分析与实验研究

以航空铝合金Al7075-T651材料为加工对象,对螺纹铣削力进行研究。首先在三维CAD软件Pro／E中建立了某ISO标准牙型可转位螺纹铣刀的三维模型;并利用金属切削有限元软件AdvantEdge模拟其铣削加工过程,对铣削力的变化进行预测;然后利用三维测力仪,对样刀在相同切削条件下铣削加工铝合金Al7075-T651的切削力进行实时监测;最后通过对比分析两者铣削力的误差,验证了螺纹铣削数值仿真的准确性,为螺纹铣削进一步研究及刀具优化提供参考依据。     

球头铣刀切削力的预报

针对球头铣刀铣削特点,采用微分化方法建立了球头铣刀切削力数学模型．通过对球 头铣刀铣削微元切削层参数的描述,分析了切削层厚度对球头铣刀主切削力的影响．为实现球 头铣刀切削力的准确预报及铣削工艺参数的优化奠定了基础．     

空位尺寸级差法的实质与分析

通过对空位尺寸级差法实质的分析，给出了空位尺寸级差的计算方法及公式。该方法可以保证机械加工产品的装配精度，并能提高产品的经济性。     

基于无瞬心包络法的采油螺杆泵螺杆成型铣刀设计

研究加工采油螺杆泵螺杆成型铣刀的设计方法.通过对采油螺杆泵螺杆形状和工作原理的分析,建立螺杆螺旋面方程.利用无瞬心包络法和成型铣刀廓形设计原理,从成型铣刀与螺杆工件的相对运动关系出发,推导出具有恒定后角的铣刀刀刃廓形方程.在此基础上设计出加工螺杆的专用成型铣刀.铣刀采用刀头与刀架分离结构,降低了铣刀的生产成本,延长了铣刀的使用寿命.该方法设计的铣刀适用于在普通螺杆铣床上加工采油螺杆泵的螺杆,不仅降低了螺杆的加工成本,而且提高了螺杆的加工精度和效率.     

数控铣削用量多目标优化

基于数控铣削加工特征，采用线性加权和法，建立了数控铣削用量多目标优化的数学模型，运用直接寻优算法，对数控铣削加工实例进行了优化，验证了多目标优化模型的正确性和实用性，为实现数控加工过程的优化奠定了基础。     

可转位镗刀刀片槽参数优化的数值方法

采用ANSYS的约束优化方法,建立了可转位镗刀刀片槽几何参数优化计算的数值模型,使用该模型可得到在给定切削条件下满足设计要求并使镗刀前角值为最大而主偏角值为最小的镗刀刀片槽加工所需的几何参数;最后给出了优化计算实例。     

刀具的切削刃结构和立铣刀的数学模型研究

利用微分几何的基本原理 ,研究复杂形状刀具的建模方法 ,建立了立铣刀类刀具的数学模型 ,并分析了刀刃螺旋角的物理意义、作用和通用数学模型 ;研究了球面上、锥面上、圆弧面上等螺旋角切削刃螺旋线的数学模型。为复杂形状刀具的设计、数控加工及检验提供了理论方法和依据。     

圆锥基准柄带角圆的柱面铣刀质量评定模型

为评定圆锥柄带角圆的柱面铣刀的外缘质量，以刀具在工程中的实际应用为基础，建立了最小外包容圆锥基准柄对称轴线的求解模型，推导出以此轴为基准的最小外包容圆柱和最小包容角圆回转面的评定模型，以圆锥基准柄带角圆的柱面铣刀外缘实际测量离散点为例，分别计算出最小外包容圆锥对称轴的方程、圆柱的半径和角圆心轨迹的半径及角圆半径，验证了上述模型的正确性和可行性。     

Optimization of material removal strategy in milling of thin-walled parts

The optimal material removal strategy can improve a geometric accuracy and surface quality of thin-walled parts such as turbine blades and blisks in high-speed ball end milling.The dominant conception in the material removal represents the persistence of the workpiece cutting stiffness in operation to advance the machining accuracy and machining efficiency.On the basis of theoretical models of cutting stiffness and deformation,finite element method (FEM) is applied to calculate the virtual displacements of the thin-walled part under given virtual loads at the nodes of the discrete surface.With the reference of deformation distribution of the thin-walled part,the milling material removal strategy is optimized to make the best of bracing ability of still uncut material.This material removal method is summarized as the lower stiffness region removed firstly and the higher stiffness region removed next.Analytical and experimental results show the availability,which has been verified by the blade machining test in this work,for thin-walled parts to reduce cutting deformation and meliorate machining quality.     

圆锥基准柄带角圆的柱面铣刀质量评定模型

为评定圆锥柄带角圆的柱面铣刀的外缘质量,以刀具在工程中的实际应用为基础,建立了最小外包容圆锥基准柄对称轴线的求解模型,推导出以此轴为基准的最小外包容圆柱和最小包容角圆回转面的评定模型.以圆锥基准柄带角圆的柱面铣刀外缘实际测量离散点为例,分别计算出最小外包容圆锥对称轴的方程、圆柱的半径和角圆心轨迹的半径及角圆半径,验证了上述模型的正确性和可行性.     

镶硬质合金端铣刀的崩刃与龟裂的研究

为了解决转位式端铣刀在铣削过程的崩刃问题,提出了银白屑切削法的刃口和最佳刃带宽度,使切削力减小18%~38%,功耗减小28%左右,刀具耐用度提高2倍以上,节约生产成本15%以上。并分析了4种切削的位置和直径大小的效果;给出推荐铣削用量,便于生产中应用。     

球头刀高速铣削模具钢热力分布3D模拟

为了获得球头刀高速铣削模具钢在切削过程中的热力分布状态,为已加工表面的热力形成机制研究提供基础数据,利用基于拉格朗日算法的有限元工艺仿真系统DEFORM,对汽车覆盖件模具钢Cr12Mo V的高速铣削过程进行了3D有限元建模仿真.模型模拟了球头刀在倾角为15°时的切屑形成过程,预测的进给方向、跨距方向以及轴向方向的切削力与实验数据相符,在剪切面处模拟所得切削平均温度偏差在10%以内.模具表面切削区轮廓形状与高速铣削产生切屑形貌基本吻合,证明建立的3D模型能够较好地反应切削过程中的热力分布情况.     

平装可转位球头立铣刀的研制

本文作者全面介绍了可转位球头立铣刀的设计理论,造型方法,制造手段,并介绍了样刀的切削试验和研制的球头立铣刀的特性.同时提出加工刀片槽的数学模型.     

汽车覆盖件模具的非球头刀宽行加工方法

汽车覆盖件模具型面一般是由大面积平坦面和一定陡立面结合的构成的自由曲面.针对汽车覆盖件模具粗加工及半精加工中球头刀效率低的问题,将非球头刀的宽行加工应用于汽车覆盖件模具粗加工与半精加工过程,在工艺上使用环形刀加工陡立面,高进给铣刀加工平坦面的组合加工方式来代替普通球头刀加工,论述了高进给铣刀在加工平坦类曲面中的优势,提出了平底类刀具铣削平坦凹曲面的最小曲率半径判定原则,并对环形刀和高进给铣刀铣削区域内的刀路轨迹进行优化.最后,在三轴数控机床上进行了实验验证,实验结果表明:宽行加工工艺与球头刀加工相比可提高加工效率44.75%.     

轴向车铣椭圆型面的运动建模及仿真

为了深入研究轴向车铣椭圆型面的切削过程,通过矢量分析,建立了描述轴向车铣加工椭圆型面运动的数学模型,并对轴向车铣椭圆型面的运动轨迹进行了计算机仿真,分析了不同切削参数对运动轨迹的影响,得到已加工表面的粗糙度随着铣刀齿数和铣刀与工件转速比的增加而减小.