螺旋立铣刀的动态切削力模型

以螺旋立铣刀为例,考虑切削厚度及切削宽度的变化以及切削过程中因激励而引起的动态切削位移,建立了动态切削力模型。为切削力的预报、仿真以及动态稳定性分析提供理论依据,具有理论研究及实用价值。     

高速干式铣削立铣刀切削力数学模型的建立

以高速加工中使用最频繁的立铣刀铣削为研究对象,采用经典力学理论和金属切削理论准确建立切削力的数学模型。利用该模型,可对不同切削因素下的铣削特征参数进行预测,并为切削参数的合理优化和实际生产提供参考。     

不等齿距三刃高速立铣刀的动平衡及设计

根据高速立铣刀容屑槽的几何特点,建立铣刀径向截面槽形曲线的通用数学模型.在此基础上,应用动平衡的基本理论,推导出不等齿距三刃高速立铣刀质量偏心和不平衡量的数学模型.利用动平衡测量仪测得不等齿距三刃高速立铣刀的不平衡量,并将其与理论计算值进行对比,对比结果证明质量偏心和不平衡量数学模型完全可靠.根据质量偏心的数学模型,对其影响因素进行分析,发现铣刀螺旋角和刃长对质量偏心的影响最大,据此提出不等齿距三刃高速立铣刀优化设计的思路.为研究不平衡量和不等齿结构对切削力和振动的影响,进行高速铣削对比试验,试验结果表明,不等齿结构具有抑制振动的作用,但对切削力影响较小;不平衡量的增大会引起切削力和振动的明显增大.     

平头螺旋刃立铣刀切削力预报模型的建立与数值仿真(二)——切削参数对铣削力的影响

铣削力对刀具变形、工件变形、刀具寿命、加工表面质量均有重要影响,是计算切削功率,设计和使用机床、刀具、夹具和优化加工工艺不可缺少的依据,并直接影响切削热的产生.由于缺乏精确的切削力信息,在生产车间实际加工中通常采用较保守的加工条件,致使加工效率降低和生产成本提高.因此建立可靠的切削力预报模型,在实际加工之前预测出切削力...     

基于ANSYS的不等齿距立铣刀模态分析及减振研究

高速切削过程中,由于机床主轴转速很高,微小的震动都会造成高速加工系统的不稳定,从而引起刀具磨损加剧、工件加工表面质量降低。应用有限元模态分析方法分别对不等齿距立铣刀进行了模态分析,研究其结构的振动特性,得出了在不同悬伸长度下粉末冶金高速钢及硬质合金不等齿距立铣刀的固有频率和模态阵型图,为铣削加工中刀具的合理选择进行理论指导。     

面向加工特征的小直径螺旋球头立铣刀切削力模型

在Bayoum i的广义螺旋铣刀几何模型基础上,建立了小直径螺旋球头铣刀的刀具前刀面几何模型和切削力模型;通过将特征概念引入数控加工过程,提出了球头刀加工时的“爬坡”与“下坡”等加工特征的切削力模型求解方法;最后通过实验对比验证了刀具切削力模型的有效性。     

平底立铣刀在多刃切削时的切削力变化规律研究

为揭示平底立铣刀在多刃铣削时的切削力变化规律,理论推导了多刃切削的水平方向公称切削力的数学表达式,发现这些公称切削力是旋转角的简谐函数,其常数项与同时参与切削的刃数成正比。将切削力表达式的系数做归一化处理,采用仿真方法,得到各常用齿数平底立铣刀在单刃、多刃连续切削时的公称切削力量纲一均值和刀齿频率幅值,结果表明：切削宽度方向的公称切削力均值在多刃切削时显著增大,而其刀齿频率幅值在多刃切削时有时增大,有时减小。开展了4齿平底立铣刀的切削测力试验,试验结果与理论推导和仿真结果相符。研究结果表明：与单刃连续切削相比,多刃切削的切削宽度方向的静态切削力显著增大;多刃切削在水平方向存在着更平稳和更不平稳两种可能;偶数齿铣刀的多刃切削最平稳。研究结论可为铣削加工中优选浸入角参数提供参考。     

基于时变切削力的滚齿振动动力学模型

滚齿加工过程中的时变切削力会引起颤振,影响加工质量和工件精度。为了分析滚刀-工件系统的振动特性,根据金属切削理论,提出了考虑单刀齿和双刀齿切削的时变切削力计算方法。同时,建立了4自由度滚刀-工件的滚齿振动动力学模型,获得了不同转速工况对系统振动特性的影响,并进行了滚削振动测试实验;通过对现场实验数据与理论计算结果对比分析,验证了动力学模型的正确性。研究结果表明,新的计算方法能够准确计算滚刀和工件的振动特性,可为研究切削颤振机理和加工系统状态监测提供依据。     

直柄立铣刀切削稳定性的分析

在对直柄立铣刀切削时的受力、变形进行分析的基础上 ,阐述了影响直柄立铣刀稳定切削的因素。     

伊斯卡推出EC—H不等螺旋角立铣刀

伊斯卡推出革新的整体硬质合金立铣刀,兼具不等齿距、不等螺旋角技术,可用于粗加工及精加工,属CHTTERFREE防振降噪立铣刀系列。与仅以不等齿距技术减振的立铣刀相比,此系列减振效果更加明显,刀具寿命相对有效延长20％-25％,切削参数更高,金属去除率更高。     

自由切削阶梯端铣刀铣削力试验研究

在传统阶梯端铣刀大平面铣削加工中,能采用较大的切削深度、进给速度和较高的铣削速度以提高铣削效率,但切削深度不能大于刀片边长的2/3,刀具耐用度和生产率较低。本文介绍了一种自由切削阶梯端铣刀的基本理论,每齿进给量和切削深度较大,能有效提高加工效率。通过铣削力试验,证明该自由切削阶梯端铣刀的铣削力比传统端铣刀低30%以上,刀具耐用度提高。     

整体式立铣刀三维建模及切削力预测研究

针对立铣刀三维建模困难及铣削时切削力难以预测等问题,根据微分几何原理建立立铣刀数学模型。基于数学模型将铣刀切削刃离散成斜角切削单元,根据剪切区应力、应变和温度控制方程,由材料本构方程计算流动应力,通过坐标变换关系建立铣削力预测模型。得到的铣削力与已有铣削试验数据一致,验证了铣削力模型的有效性。     

基于球头微铣刀的铣削力建模与试验研究

以光学玻璃材料为加工对象,基于铣削力微元分析方法,建立了微铣削力理论模型,并通过试验研究对理论分析进行了验证,结果表明,理论计算模型与实验实测的结果较为吻合,球头铣刀动态铣削力模型与实测铣削力曲线总体趋势基本吻合,其误差范围在20%以内。     

微细立铣削的切削力试验研究

基于直槽的微细立铣削试验,分析了微细铣削力的基本特征,研究了铣削参数对静态和动态铣削力的影响规律。结果表明:与常规尺度立铣削不同,微细立铣削的动态铣削力均大于静态铣削力;直槽微铣削时,进给方向上的静态铣削力和动态铣削力均大于槽宽方向;三个铣削参数对铣削力有着不同的影响规律。     

变螺旋铣刀铣削力系数识别试验研究

基于变螺旋铣削模型,采用快速标定法,建立了变螺旋铣刀铣削力系数模型。对变螺旋铣刀铣削力系数识别进行了实验研究,在所给定的条件下获得了变螺旋铣刀铣削力系数。试验结果为后续铣削力实验的设计和数据处理提供了理论依据。     

端铣刀铣削加工铝合金铣削力试验及切屑分析

采用正交试验设计方法对铝合金进行铣削试验,测得了不同切削用量情况下硬质合金铣刀的铣削力。运用方差分析法确定了主轴转速、轴向切深、径向切深、进给速度等切削参数对切削力的影响程度,并对切屑进行了金相分析。这为设计刀具和选择切削用量提供了借鉴。     

基于斜角切削的曲线端铣切削力建模

切削力预测是制定与优化加工工艺的重要环节。针对曲线端铣加工过程,提出一种基于斜角切削的切削力建模方法。将刀具沿轴向微分,以曲线微分几何计算微元刃上的工作基面。在微元刃的工作法平面参考系中,应用最小能量原理,构建微元刃中力矢量、速度矢量、流屑角、法向摩擦角、法向剪切角及剪应力等切削参数之间的约束。以单齿直线铣削试验对切削参数进行标定,其中法向摩擦角、法向剪切角及剪应力等可表示为瞬时未变形切屑厚度的函数。选取高强度钢PCrNi3MoVA试件,分别进行圆弧和Bézier曲线端铣加工试验。试验结果表明,曲线端铣时切削力的变化与瞬时进给方向和曲线曲率相关。切削力预测值的幅值大小和变化趋势与试验值一致,验证了该切削力建模方法的有效性。     

球头铣刀切削力计算机预报模型的数值仿真

借助建立的铣刀切削力、扭矩和切削功率的计算机预报模型 ,对平前刀面球头铣刀的切削性能进行了数值仿真研究 ;通过分析各种切削参数对切削性能的影响规律 ,获得了不同切削条件下球头铣刀切削力和扭矩的特征和变化趋势     

基于变齿距铣刀的铣削稳定性试验

为研究铣削过程中的颤振现象,以变齿距铣刀铣削作为颤振的控制策略,进行铣削稳定性的试验。根据获得的稳定性叶瓣图,选择多组铣削参数组合进行铣削试验。通过对试验过程中获取的铣削力信号进行FFT变换,考察实际铣削与理论预测的吻合性。试验结果表明,该方法具有较好的变齿距铣刀铣削稳定性预测能力。     

基于斜角切削理论的立铣切削力预测研究

为了预测立铣加工的切削力,把立铣刀的切削刃离散为一系列无限小的斜角切削单元。对于每个微元斜角切削单元,应用斜角切削理论来建立切屑通过时剪切区的应力、应变、应变率和温度的控制方程。采用数值方法根据控制方程计算出流动应力,并根据斜角切削和铣削之间的力变换关系,把流动应力转化为铣削力。最后,对45钢进行了多组不同切削参数的立铣实验,仿真和实验的对比结果验证了所提出模型的有效性。该方法同样可以用于其他加工方式（如车削和钻削）的建模。