可转位浅孔钻“非稳态”加工时的力学建模

以刀体上装有两个等边不等角六边形硬质合金可转位刀片的浅孔钻为例,用向量矩阵法分析了可转位浅孔钻的几何参数。根据浅孔钻加工特性划分了各个加工阶段,在建立各阶段数学模型的基础上,采用经典斜角切削理论和经验公式相结合的方法进一步分别建立了浅孔钻“钻入”五个阶段和“钻出”三个阶段的力学模型。为进一步研究浅孔钻所受切削力、切削热以及浅孔钻结构的改进、使用等打下了必要的基础。     

可转位浅孔钻几何角度分析

采用向量矩阵法建立了可转位浅孔钻静态几何角度的数学模型 ,使用该模型可计算出钻头切削刃各点的刃倾角、法前角、法后角及主偏角 ,为进一步研究可转位浅孔钻的钻削力、钻削温度、刀片磨损等提供必要的基础数据。     

可转位浅孔钻的径向力平衡

可转位浅孔钻的径向力平衡成都成量集团公司（６１００５１）曹昌明在标准ＧＢ／Ｔ１４２９９－９３和ＧＢ／Ｔ１４３００－９３中,可转位螺旋沟和直沟浅孔钻的规定直径为ｄ＝２１～５６ｍｍ,通常采用两个ＷＣＭＸ的刀片分布于钻轴的两侧,分为外刀片和内刀片。刃尖...     

可转位浅孔钻的设计与应用

通过对力的分析，提出了可转位浅孔钻的设计原则。为保证钻头背向力的平衡，推导出了旋转角β的计算公式。对可转位浅孔钻备组成零件的设计、刀片搭接量的大小、几何参数的选择、冷却方式、切削用量、使用注意事项及加工效果等作了概述。     

基于FEM的可转位浅孔钻几何参数的优化

建立了刀体与刀片的坐标系，定义出可转位浅孔钻的五个主要安装角度，并对其进行优化，得到径向合力近似为零的结果。为浅孔钻的结构设计和进一步研究钻削力、钻削温度等提供了依据。     

可转位浅孔钻受力分析及试验研究

对可转位浅孔钻进行受力分析,推导内刀片偏置角β计算公式。通过可转位浅孔钻切削试验,分析其切削力和被加工件尺寸随角β的变化趋势,对内刀片偏置角β进行验证。     

浅孔钻"非稳态"加工应力应变分析

以安装两片硬质合金刀片的可转位浅孔钻为例,在采用有限元方法建立浅孔钻"非稳态"加工时的力学模型的基础上,利用优化后的几何参数用数值仿真技术对各阶段的应力应变进行了研究,得出了最大应变发生的加工阶段、最大应力发生的刀具部位,还得出了加工孔的理论扩大量,为浅孔钻结构设计和使用提供了理论依据.     

基于径向力的可转位浅孔钻加工孔径误差研究

为研究可转位浅孔钻在切削过程中的钻孔孔径误差,基于可转位浅孔钻的理论几何模型,并利用经典斜切理论得到浅孔钻的径向力、力矩关于刀片几何参数和切削参数的计算公式。选取常用切削参数组合,将计算得的径向合力及力矩作为边界条件,通过ANSYS有限元分析刀体挠度,得出相关钻孔孔径误差的理论值。利用统计学回归方法建立相应数学模型,并通过切削试验验证数学模型的精确性。基于建立的数学模型,通过调节切削参数,可预测并控制孔径误差值,实现浅孔钻在半精加工中对孔径余量的精确控制,有效拓展可转位浅孔钻的应用范围。     

可转位浅孔钻参数优化的数值解法

采用斜角切削理论和试验相结合的方法建立可转位浅孔钻钻削力数值仿真的数学模型。该模型用于研究刀片在刀体上的空间位置参数对钻削力和扭矩的影响,并在给定已知条件下求出经过优化的径向合力为最小的刀片位置参数。     

硬质合金可转位浅孔钻优化设计及CAD原型系统研究

以提高浅孔钻加工性能、促进浅孔钻批量化生产为目标,对刀体上装有两个等边不等角六边形硬质合金可转位刀片的浅孔钻进行研究。采用向量矩阵法建立切削部分几何模型;采用经典斜角切削理论和经验公式相结合的方法建立浅孔钻的力学模型;基于上述数学模型,以径向合力与扭矩最小为优化目标建立优化程序;在给定已知条件下求出不同切削用量、不同直径条件下的浅孔钻内、外刀片的最优空间位置,并进行分析;最后,基于理论分析与实验数据,建立可转位浅孔钻的参数化CAD原型系统。     

基于FEM的可转位浅孔钻钻削应力分析

以安装两片硬质合金刀片的可转位浅孔钻为例,对浅孔钻的刀片所受应力进行了研究。根据内外两个刀片的切削刃在加工中的实际状态,分别对其建立有限元模型,利用Matlab对刀片在优化后稳态加工时有效切削刃的载荷分布进行了多项式拟合,并进行了应力分析;在不同切削用量时对刀片的应力变化情况进行了数值仿真。为浅孔钻结构(主要是刀片槽形)设计、使用的刀片的几何参数的确定,以及加工中切削用量的选用等提供了理论模型和可供参考的结构参数,而且所建立的模型和所采用的研究方法为其它类型的可转位刀具切削力的计算与数值仿真提供了可供借鉴的途径。     

可转位浅孔钻的实体建模及网格划分

可转位浅孔钻内外刀片的径向非对称分布,导致钻削时将会产生径向合力,从而影响被加工孔的质量。为最大限度的减小加工时的径向合力,有效研究浅孔钻钻削过程,需借助有限元软件对其进行三维斜角切削分析。由于浅孔钻结构复杂,为创建有限元分析所需要的几何模型,采用Solid-Works软件建立可转位浅孔钻三维模型,并详细介绍了其建模过程;同时在有限元分析软件ANSYS里对其进行网格划分,为后续浅孔钻的应力、应变等分析做好充分准备工作。     

刀片槽位置误差对可转位球头立铣刀加工精度的影响

分析球头立铣刀在刀片槽加工过程中由于各调整参数产生的误差 ,对铣刀切削刃位置的影响 ,通过计算 ,确定对铣刀切削刃位置影响最大的参数 ,建立加工刀片槽底面机床调整参数的数学模型 ,并给出由此而产生的加工表面形状误差。     

一种新型螺旋面钻尖数学模型

利用面包络方法,建立了一种新的螺旋面钻尖数学模型。该模型具有六个刃磨参数,综合了锥面刃磨方法和螺旋面刃磨方法的刃磨特点。为了与钻尖的四个结构参数和：半顶角,横刃余角,结构圆周后角和尾隙角,建立一一对应关系,从简化机床结构和控制的角度出发,两个刃磨参数设定为常数。在此基础上,分析了刃磨参数对结构参数的影响,最后,分析了该刃磨方法对钻尖主刃和横刃形状的影响。     

钻头螺旋槽的优化设计及其计算机仿真

分析加工钻头时螺旋槽与砂轮的几何运动关系,运用微分几何和运动学原理建立螺旋槽和砂轮的数学模型。在此基础上开发螺旋槽的CAD/CAM系统。利用该系统可以根据已知的螺旋槽或砂轮的形状分别求出砂轮或螺旋槽的截面形状,为实现螺旋槽优化设计和砂轮修整的数控化奠定基础。     

渐开圆柱面SPLIT钻数学模型

ＳＰＬＩＴ钻是一种先进钻型,在生产中得到广泛地应用,复合材料是难加工材料,基于ＳＰＬＩＴ钻的优点,将ＳＰＬＩＴ钻应用于复合材料的加工,并进行钻头结构参数和切削参数的优化是一项有意义的工作,为此,先建立ＳＰＬＩＴ钻的数学模型并进行刃磨。然后,在高速钻削试验台上进行钻削试验,进行参数优化。本文建立了基于渐开圆柱面的ＳＰＬＩＴ钻数学模型,并进行实际刃磨,渐开圆柱面是在圆柱面刃磨的基础上增加一个垂直于钻头     

基于Rough集数据挖掘模型的钻头磨损状态预报系统

利用Rough集数据挖掘模型分析主电机电流、钻头直径、切削参数等因素与钻头磨损的规律 ,建立通过监测主电机电流信号对钻头磨损状态进行预报的监测系统