金刚石刀具前角对超精密切削过程影响的有限元分析

基于大变形有限元理论和更新的拉格朗日方程式,建立热机械耦合的平面应变正交切削模型,并利用通用的商业有限元软件,对6061铝合金的超精密切削过程进行有限元仿真．分析金刚石刀具前角对切削力、切屑变形、切屑根部最大应变、作用于前刀面最大压应力和切削温度分布的影响．结果表明：随前角由负向正变化,切屑厚度变小而长度变长、切屑的曲率半径随着变小,切削力和切屑一刀具接触面上最大压应力则随之下降,刀尖附近的切削温度逐步上升,但切屑根部的最大应变则保持不变．以此优选金刚石刀具前角．     

基于ANSYS硬齿面刮削刀盘结构参数的优化

利用有限元分析软件ANSYS，对硬齿面刮削铣刀头进行了结构参数的优化分析，通过铣刀头在各种改变参数条件下的应力分布图和变形图，预知刀盘切削时的应力应变状态，了解刀具几何参数对刀具强度、刚度等的影响规律，从刀具力学的角度找出刮削刀头易崩刃破损的结构因素。     

基于切削建模的螺旋铣孔刀具角度优化

针对钛合金螺旋铣孔过程中的刀具角度优化问题,固定切削参数,通过一系列实验,得到了螺旋角和前角不同的刀具产生的轴向切削力.利用遗传算法,结合Matlab程序对实验数据建立切削力模型,分析了刀具螺旋角和前角对切削力的影响,并对角度参数进行了优化.     

不同几何角度车刀的温度—应力耦合场分析

目的：为了得出刀具的几何角度与其强度和刚度之间的关系。方法：以车刀为例，利用有限元软件ANSYS对车刀的各主要切削角度（包括前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角等）在应力场和温度场的共同作用下的应力应变进行了分析。结果：得出了刀具的各主要几何角度对刀具的强度和刚度的影响。结论：刀具的温度－应力耦合场分析，分析精度明显优于单纯的结构分析，为金属切削的理论研究与实践以及切削力学的研究提出了一种新方法，并作了有效尝试。     

刀具前后角对切削力和切削温度的影响

为研究刀具前、后角的变化对45号钢的正交切削性能的影响,应用有限元方法模拟了切削过程,分析了不同的刀具前、后角分别对切削力和切削温度的影响．仿真结果表明,影响切削力和切削温度的主要因素是刀具前角,刀具后角的影响相对较小．     

求圆弧切削刃上任意一点的前角

切削前角是刀具上的重要的几何参数之一，运用椭圆投影的方法，推导出了圆弧切削刃上任意一点前角的数字表达式。     

切削速度及刀具前角对加工振动影响的探讨

本文对金属切削中不同切削速度情况下刀具前角对切削振动的影响做了大量的实验,并进行了相应的理论分析。其结果表明:随着刀具前角的增加,切削加工振动的振幅逐渐减小:当刀具前角γ_0<0°时,其单向最大振幅发生在v=50～70m/min,当γ_0≥0°时,其单向最大振幅发生在v=160～180m/min。同时还对高速精加工时如何避开振幅最大区域,确保加工质量问题提出了防范措施。     

斜角切削流屑角的研究

本文从刀具几何参数和加工条件两个方面,对斜角切削的流屑方向进行了分析,提出了流屑角的数学模型。介绍了用工具显微镜测量流屑角的方法。实验表明:流屑角的计算值与实测值基本一致。文中还提出,随着法向前角增大,流屑方向将愈接近前刀面最大倾斜方向。     

帽贝牙齿几何特征的仿生刀具切削仿真

刀具作为切削加工的基础工具，如何提高它的性能是当前研究的热点。仿生学研究表明帽贝的牙齿具有优良的力学性能，这为刀具的优化设计提供了依据。运用仿生学原理，通过生物解剖的方法制备了帽贝的单颗牙齿，利用数据分析软件提取牙齿内外轮廓曲线，得出其拟合多项式，并以多项式曲线的曲率为基础，对牙齿轮廓特征进行了分析，最后依据该多项式设计出了仿生刀具模型。对刀具前角、进给量、切削速度设计了正交试验，通过有限元软件进行二维正交切削仿真，并运用极差分析法探讨这3个因素对切削力的影响。以切削力最小为设计目标，在试验参数范围内进给量为0.1 mm/r,前角为5°,切削速度为150 m/min是最优组合，同时与普通刀具仿真结果进行对比，发现仿生刀具有省力的优势。     

不同几何角度车刀的温度-应力耦合场分析

目的　为了得出刀具的几何角度与其强度和刚度之间的关系 .方法　以车刀为例 ,利用有限元软件 ANSYS对车刀的各主要切削角度 (包括前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角等 )在应力场和温度场的共同作用下的应力应变进行了分析 .结果　得出了刀具的各主要几何角度对刀具的强度和刚度的影响 .结论　刀具的温度 -应力耦合场分析 ,分析精度明显优于单纯的结构分析 ,为金属切削的理论研究与实践以及切削力学的研究提出了一种新方法 ,并作了有效尝试     

全方向推进器主要参数对其水动力性能的影响

为优化全方向推进器的模型设计,采用面元法分析全方向推进器主要参数的变化对非定常水动力性能的影响.基于螺旋桨面元法理论建立了全方向推进器的非定常水动力性能计算的数学模型,进行了数值预报,采用关于扰动速度势的基本积分微分方程,以双曲面元消除面元间的缝隙,在桨叶随边满足压力Kutta条件.应用Morino解析公式计算面元的影响系数,用Yanagizawa方法求得物体表面上的速度分布.分析了全方向推进器主要参数对水动力性能的影响.计算结果表明,周期螺距角的值对全方向推进器的非定常水动力性能起决定性作用.该文的计算结果可以作为下一步试验研究的基础.     

微钻的前角计算及其钻削试验

刀具微钻的前角是否合理直接影响微钻的钻削加工以及刀具的使用寿命,因此要对前角进行测定.通过DJCLY-92B光学测量仪对微钻切削刃上点的测量,用3次样条求出切削刃的曲线形状.钻头的前刀面是以切削刃为母线沿钻轴做螺旋运动形成螺旋槽,本文依此进行数学建模并编写Matlab程序,计算出切削刃上各点的前角,并对不同前角分布的微...     

切削工艺参数对Ti6Al4V合金切屑形貌的影响规律

为解决当前传统钛合金的切割加工过程只考虑单一性能,导致加工功能较差的问题,以Ti6Al4V合金为研究对象,研究切削进给速度、刀具前角角度等对切屑尺寸及形貌的影响.设定不同的切削速度、进给速度和刀具前角度,对锯齿金相的齿距、自由表面、带倾角以及带宽进行测量,根据测量结果分析切削工艺参数对Ti6Al4V合金切屑形貌的影响规律.结果表明:随着进给速度的增加,锯齿间距和自由表面尺寸增加显著,剪切带倾角随着切削厚度的增大而减小;当刀具前角为0°时,剪切带倾角从63. 21°降至50. 80°,刀具前角为8°时,剪切带倾角从68. 93°降至最低时为49. 8°,刀具前角的变化对剪切带倾角的影响不大.     

刀具前角对螺纹铣刀铣削性能影响的仿真分析

为合理选择刀具前角,提高刀具使用寿命和螺纹加工效率,对某可转位螺纹铣刀铣削加工45号钢进行研究。借助金属切削工艺有限元软件AdvantEdge对铣削加工进行模拟仿真,得到加工过程中切削力和温度随时间的变化关系,对比分析了不同刀具前角对切削力和切削温度的影响,进而优化选择合理的铣刀前角,为实际螺纹铣削加工刀具前角的选择提供参考。     

金属直角切削中刀—屑接触长度及前刀面上最大正应力的新计算方法

本文中采用光弹试验法测得的刀具前刀面上的应力分布规律,根据作用于切屑上力的平衡条件,得出一种新的计算刀——屑接触长度及作用于前刀面上的最大正应力的计算公式。在得到的公式中,除考虑了前人所得公式中考虑的因素之外,又引进了刀具、工件材料等影响因素。若通过试验确定切削速度的影响系数,则该公式可以作为经验公式使用。     

基于ABAQUS的钛合金稳态切削模拟

本文基于ABAQUS软件的Johnson-Cook材料模型以及ALE网格划分技术对钛合金稳态切削加工过程进行了有限元模拟,并研究了钛合金的切屑成型过程、切削层的塑形应变以及工件温度的分布,从切屑形状上看,模拟结果与试验结果基本吻合。在此基础上分析了不同切削前角、切削深度和切削速度等参数对切削力的影响,发现在一定范围内适当增大切削前角或减小切削深度有利于切削的进行,此外切削速度的变化在一定范围内对切削力影响较小。     

船舶螺旋桨流固耦合稳态求解算法

为了研究复合材料变形特性对螺旋桨水动力性能的影响,运用计算流体力学(CFD)理论,结合雷诺时均纳维斯托克斯(PANS)方程和3种湍流模型,计算了螺旋桨的敞水性能并将其和试验结果进行了对比,两者吻合较好,验证了流体计算的准确性.推导了变形后的螺旋桨纵倾、侧斜、叶切面螺距以及拱度等几何参数,并将CFD软件计算和有限元求解耦合起来,即首先利用流体计算软件计算桨叶压力载荷,再将流体载荷通过插值技术传递给有限元,计算出螺旋桨的变形,然后再将变形后的桨叶几何输入流体计算软件,反复迭代,直至结果收敛的过程,实现了螺旋桨稳态性能求解的流固耦合算法.该算法可以计算螺旋桨在不同转速和进速下的应力分布和变形,能够求解螺旋桨变形后的压力分布和水动力性能,适用于复合材料螺旋桨的设计.