用于钛合金攻丝的直槽丝锥参数优化设计

针对通用丝锥加工高硬度工件材料时出现刀具磨损快、扭矩增大等问题,在通用丝锥结构基础之上,以加工钛合金为例,利用AdvantEdge软件对丝锥攻丝过程进行仿真模拟,采用正交试验和极差分析法,以最小轴向力、最小扭矩、和最低温度为评价指标,研究了丝锥前角、后角、锥角、转速对攻丝过程的影响规律,优化了丝锥结构参数和加工参数.并对优化后丝锥与通用丝锥进行了有限元仿真实验,进行了实验结果对比分析.结果表明丝锥前角4°、后角10°、锥角6°、转速125r/min的优组合丝锥结构合理,且温度、扭矩、推力以及刀齿应力均显著下降.     

盲孔内螺纹攻丝防断装置

常见的内螺纹攻丝通常都是通孔,但也有相当数量的内螺纹工件是盲孔形式,因此在攻制内螺纹是盲孔的时候螺纹深度是很难控制的。攻浅了螺纹的深度没有达到要求的基本尺寸,满足不了工件的实际使用功能;当攻深丝锥到达孔底时,由于轴向阻力的增加,易造成丝锥打牙甚至折断现象,故盲孔的攻丝要比通孔攻丝难度大的多。笔者曾经在《紧固件技术》2005年第一期上介绍了两种丝锥保护装置“摩擦式丝锥保护装置”和“弹性环式保护装置”。     

一种机器人自动攻丝系统的设计与分析

针对传统攻丝存在孔分布跨度大、分布复杂时攻丝繁琐的问题,设计了一种以六自由度KUKA机器人为基础、结合快换末端执行器以及可自适应薄板大小的工作台的自动攻丝系统,对该系统进行了结构设计,并基于SolidWorks软件对其进行了三维建模。运用有限元分析软件ANSYSWorkbench对夹具工件系统进行了攻丝过程静力分析,获得了工件应力变形分布规律;对工作台结构与末端执行器结构进行模态分析,获得了模态振型图及前六阶固有频率,验证了设计的合理性与有效性。     

大直径内螺纹的数控铣削

内螺纹是机械制造行业常见的加工要素，通常采用丝锥攻丝或利用车床车削。但当内螺纹直径较大、螺距较小时，用丝锥攻制螺纹存在很多弊端，如由于螺距较小，容易出现乱丝；由于排屑不畅，容易折断丝锥，尤其在加工盲孔螺纹时，更为突出。当某些工件上的大直径内螺纹，无法在车床上车削加工     

用于车床的攻丝辅具

在车床上对轴类工件进行攻丝时,通常将丝锥用钻夹头夹持在车床尾座上。对于M6以下的小直径内螺纹,就很容易使丝锥折断,有时因断丝锥无法取出而造成整个工件报废。为此,我们设计了如图所示的攻丝辅具。     

不锈钢管件内螺纹攻丝加工要点

不锈钢管件上的内螺纹通常采用丝锥进行攻丝加工。由于不锈钢材质的粘性较高,断屑性能差,因此在攻丝过程中容易出现切屑刮伤工件螺纹或丝锥崩刃等现象,影响加工效率和螺纹质量。为了延长丝锥使用寿命,提高螺纹加工质量,应注意以下要点。     

挤压攻丝内螺纹底孔直径的确定

挤压丝锥攻丝中内螺纹底孔直径的确定是一个重要问题。若选择的底孔直径过大,则会发生内螺纹牙顶部缺肉严重;而底孔直径过小,则丝锥使用寿命缩短,并使攻丝扭矩急剧增加,以至折断丝锥。如何正确确定挤压丝锥攻丝的工件螺纹底孔直径,可依据金属发生永久塑性变形后体积不变的原则进行推导决定。如普通公制内螺纹牙型(GB192-62)如图1所示。     

铣削内螺纹表面的残余应力仿真分析

螺纹连接应用广泛于各个领域,其表面残余应力严重影响工件表面质量和工件使用寿命,因此对铣削内螺纹加工表面的残余应力研究尤为重要。为研究不同铣削参数对45钢在铣削内螺纹过程中螺纹表面残余应力的影响,利用有限元分析软件建立3D铣削内螺纹的仿真模型,研究铣削过程中内螺纹表面残余应力与切削参数之间的变化规律。采用单因素控制变量法,在保证其它两个切削参数不变的情况下,分析当前切削参数对残余应力的影响。研究结果表明,铣削内螺纹时,应在合理范围内选取较小的切削速度、进给量和切削深度,以降低被加工材料表面残余应力,减小表层金属塑性变形范围,延长工件使用寿命。     

60°密封圆锥内螺纹的铣削参数化编程

针对车削螺纹和攻丝存在的工艺问题,提出了一种60°密封圆锥内螺纹铣削参数化编程方法。在详细分析60°密封圆锥内螺纹螺旋线几何特性,推导动点参数化坐标的基础上,设计了走刀路线和径向分层,给出了铣削参数化加工程序。通过VERICUT软件仿真,验证了60°密封圆锥内螺纹铣削参数化编程方法和加工程序的安全性与可行性。所给出的加工程序适用于任意规格圆锥内螺纹加工,具有较高的实用价值。     

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ABAQUS的电火花表面强化温度场研究

运用Abaqus有限元软件,建立电火花表面强化热传导模型,对TC4钛合金工件表面强化进行有限元模拟仿真,探究单脉冲电火花放电对工件表面温度场影响。采用有限元法研究电火花表面强化过程,既节约了成本,又为进一步研究电火花表面强化过程提供指导作用。     

整体CBN刀片铣削钛合金时的刀具损坏有限元分析

利用ABAQUS有限元仿真软件对钛合金粗加工进行了铣削仿真,采集仿真结果中的切削力,重新建立整体CBN刀片的三维有限元模型,将采集的切削力施加在CBN刀片的模型上,分析刀片的损坏情况。结果表明:CBN刀具切削钛合金时,当切削深度大于3mm时,刀尖圆弧容易发生崩刃,刀具的切深线附近容易发生脆性破损。     

钳工技巧二则

<正>利用丝锥攻内螺纹(攻丝)和用手铰制外螺纹(套扣)都是钳工操作中最常见的作业.一般作业用目测,凭经验,或用角尺检查.当发现工具与工作件中心编斜时,必须强制进行调整,为提高手工攻丝和套扣的质量和生产率,防止在切削过程中工具与工件的中偏斜,导致工件报废,丝锥拆断或扳手扭裂造成的损失.本文介绍两种加工方法.1 攻丝加工一块钻有不同孔径的丝锥导板(图1)攻丝时将其放在钻有螺纹底孔的工件表面.将相应的孔径对准工件上欲攻丝的底孔,丝锥垂直导入工作的底孔,板动铰手使丝锥切削部分进入工件2～3牙后取下该导     

基于有限元的钛合金材料的切削加工技术研究

通过分析各种有限元软件的优缺点,选择DEFORM软件作为分析工具对钛合金材料Ti6Al4V的切削过程进行数值模拟,建立工件和刀具的正交切削平面应变的有限元模型,对金属切削加工过程进行了实时的仿真,为正确设计和合理使用刀具提供理论依据。     

航空钛合金铣削过程有限元数值模拟

基于材料损伤理论确定了切屑分离准则,建立了钛合金TC4构件铣削过程的有限元模型,利用商业有限元软件(ABAQUS),在给定切削参数条件下,采用不同几何参数(前角、后角、螺旋角)的刀具对钛合金TC4的铣削过程进行了有限元模拟,研究了切削力和切削温度随刀具角度变化的规律,结果表明:铣刀的前角在10°~20°,后角为12°~20°,螺旋角为30°~45°时比较适合钛合金TC4的铣削。     

径向振动外圆车削TC4钛合金切削性能仿真

为研究径向振动外圆车削TC4钛合金过程中不同振幅对Mises应力、切削力以及切削热的影响,基于Johnson-Cook本构模型和Zorev摩擦模型建立了外圆车削TC4钛合金的有限元模型,利用Third Wave AdvantEdge切削仿真软件进行了外圆车削TC4钛合金的有限元仿真。分析仿真结果后,获得径向振动外圆车削TC4钛合金的最佳振幅。采用单变量仿真实验,研究了刀具的进给速度对Mises应力、切削力以及切削热的影响,为实际加工提供了参考。     

手动攻丝定位导向装置的设计与应用

使用手动方式攻丝时,由于人的两手压力不均,平衡不好,很容易导致在攻丝过程中丝锥倾斜,丝锥与工件表面不垂直,造成手动攻丝攻出的螺纹孔倾斜、不正,发生歪曲,从而影响了攻丝精度及工件质量。设计了应用于手动攻丝时的一种定位导向装置,一是可以实现丝锥与螺纹底孔的精确定位,二是可以平衡手动攻丝时丝锥所受的压力,使丝锥轴线始终与工件表面保持垂直,有利于提高攻丝精度和速度,从而提高加工效率。     

基于ABAQUS的导电切削GCr15切削温度研究

为了研究GCr15钢在导电加热条件下的切削温度,利用ABAQUS软件对GCr15钢的导电加热切削过程进行有限元仿真,建立有限元模型,研究了加热电阻通以加热电流产生的焦耳热、工件在外力作用下的弹塑性变形产热以及刀—屑摩擦产热引起工件材料的温升变化;利用有限元仿真模型分别对刀具前角、切削速度及切削深度进行单因素试验,研究三者对切削温度的影响。结果表明:当刀具前角增加时,刀具前角与切削温度呈负相关;当切削速度和切削深度分别增加时,两者均与切削温度呈正相关。     

钛合金精密内螺纹的数控加工研究

航空航天产品普遍使用了钛合金材料。由于钛合金材料自身的特点,其切削加工性很差。对于钛合金精密内螺纹的加工,刀具刚度差,冷却困难,是钛合金切削中最困难的加工工序。本文针对精密螺纹加工的规格及特点,开展了螺纹数控铣削与攻丝的工艺研究,通过大量切削试验及数据分析,为钛合金材料精密内螺纹的数控加工提出了具有一定指导意义的工艺方案。     

磁性磨粒光整加工钛合金板的实验研究

利用磁性磨粒光整加工的方法研磨抛光钛合金板,并测量了抛光后的工件表面粗糙度。由于钛合金是非导磁性工件,可以通过增加永磁铁来改善加工区域的磁场特性,并用仿真软件模拟了增加永久磁铁和不加永久磁铁时加工钛合金的磁感应强度的大小。最后,采用正交试验方法来评估在磁性磨粒光整加工过程中旋转速度、加工间隙、磨粒类型及加工时间对工件表面粗糙度的影响。为了获得较好的加工表面,用方差分析和SN比寻求较好的试验条件。结果表明,磁性磨粒光整加工能够有效的抛光钛合金表面,获得理想的表面粗糙度。