基于ABAQUS的小孔钻削加工仿真（英文）

研究了小孔径深孔钻削加工过程中切削参数对零件变形及残余应力的影响,旨在获得不同切削参数下切削力和残余应力的变化规律。对钻削加工工艺分析的基础上,利用ABAQUS有限元仿真软件,选择合适的材料模型和失效准则,设定多组切削参数,建立零件的三维钻削模型进行仿真。结果表明,根据仿真结果可优选合适的切削参数,并预测切削力,这为钻削的实际生产提供更直接的理论依据。     

AM60镁合金超精密车削残余应力的有限元分析

为改善AM60镁合金精密零件加工工艺方法,对镁合金精密零件的超精密加工进行微米级仿真研究。采用解析和有限元仿真法,利用Advant Edge软件进行车削加工模拟,得到刀具参数和切削参数对已加工表面残余应力的影响规律,并建立加工材料残余应力经验模型。结果表明:切削力对残余应力的产生起主导作用,随着切削参数的改变,切削温度变化不明显,对残余应力的影响较小。仿真结果满足制造精度要求,为提高镁合金精密工件的质量和性能打下了理论基础。     

基于模糊评判的机床类型选择及切削参数优化

对影响机床选择的各个因素进行了分析,利用模糊数学理论,根据零件几何特征、机床装夹尺寸、加工范围、加工精度、加工表面粗糙度等因素建立了机床优化选择的理论模型,并利用模糊综合评判法确定了机床选择的隶属度及最大综合评判指标,在创成式CAPP系统中实现了机床的合理自动选择.建立了ABAQUS有限元模型,对机床的钻削过程进行仿真,分别得到了理论上和经验上的切削参数与切削力、切削参数与加工表面残余应力的关系曲线图,从而找到了最优的切削参数.     

基于模糊评判的机床类型选择及切削参数优化（英文）

对影响机床选择的各个因素进行了分析,利用模糊数学理论,根据零件几何特征、机床装夹尺寸、加工范围、加工精度、加工表面粗糙度等因素建立了机床优化选择的理论模型,并利用模糊综合评判法确定了机床选择的隶属度及最大综合评判指标,在创成式CAPP系统中实现了机床的合理自动选择。建立了ABAQUS有限元模型,对机床的钻削过程进行仿真,分别得到了理论上和经验上的切削参数与切削力、切削参数与加工表面残余应力的关系曲线图,从而找到了最优的切削参数。     

凹槽微织构刀具皮质骨切削仿真研究

在骨钻削过程中,钻削力过大会对骨组织造成损伤,研究表明,微织构能够有效改善刀具的切削性能。将钻削简化为二维切削,研究凹槽微织构刀具对切削力的影响。基于切削理论建立了凹槽微织构刀具的切削力模型,利用ABAQUS软件进行皮质骨二维切削仿真。设计单因素试验确定微织构参数(宽度、间距和刃边距)对切削力的影响,对比分析微织构刀具和无微织构刀具的仿真结果。结果表明:微织构刀具能够有效减小切削力;微织构参数对切削力有不同影响。     

钻削加工的三维建模及可视化

基于金属切削加工的有限元仿真和可视化技术,结合奥氏体不锈钢的钻削试验,对钻削加工过程进行了三维建模,对钻削条件、刀具参数与切削力、切削温度的关系进行了有限元仿真分析,并将仿真预测结果与钻削试验的实测结果进行了比较。     

振动钻削中轴向平均切削力的理论研究

振动钻削特殊的切削机理能显著降低钻削过程中的切削力。通过分析振动钻削过程中的钻头运动,推导了钻头在切削过程中所受轴向平均切削力的理论计算公式,并据此对振动钻削过程中切削参数和振动参数对轴向平均切削力的影响进行了定性分析。     

基于AdvantEdge FEM超声轴向振动微孔钻削仿真研究

在金属切削基本理论基础上,建立了超声振动钻削数学模型,基于有限元软件Third Wave Systems AdvantEdge FEM对超声轴向振动钻削过程进行有限元仿真,用Tecplot软件绘制了钻头和工件的应力曲线图和温度曲线图,主要分析了刀具和工件切削力和切削温度的变化规律。仿真结果表明在钻入一定深度后,轴向切削力在某个值上下振荡呈周期性变化,这一特性使超声轴向振动钻削从根本上改变了钻削机理,使其与传统钻削相比具有巨大的优势。研究结果对轴向振动钻削机理的研究具有一定参考意义。     

新型复合可换钻头结构参数优化

运用AdvantEdge FEM有限元分析软件对不同结构参数组合的复合可换钻头进行钻削仿真,得到不同结构参数组合钻头的切削力、扭矩和Mises应力。通过极差分析得出各个参数对钻削性能的影响,并综合分析得到复合可换钻头的切削部分优化参数为A=7.81mm,B=1.66mm。     

麻花钻钻削钼圆材料过程有限元分析

通过对标准麻花钻数学模型的研究,用Deform 3D建立了麻花钻钻削钼材料的有限元模型,并对钻削过程的应力应变、钻削温度和钻削轴向力的情况做了仿真研究。结果表明切削温度和轴向力都随麻花钻的转速及进给量的增加而增大,而选择合适的转速和进给量能使得材料的应变变小,切削形状良好。为钼材料的钻孔加工,工艺参数的选择提供了相关的理论依据。     

基于Deform 3D的金属车削过程仿真

基于材料变形的弹塑性理论、热力耦合理论以及Usui磨损模型,采用有限元仿真技术,利用三维仿真软件Deform对车削过程进行仿真,得出了在不同切削用量下切削力的变化规律、切削过程中刀具中切削应力的分布情况以及刀具表面切削热的分布情况。仿真结果为生产实践中切削用量的优化选择提供理论依据。     

基于ABAQUS的金属切削过程模拟

基于ABAQUS系统强大的大变形分析功能,对A6061铝合金材料的正交切削过程进行了有限元模拟分析.讨论了切削过程中切削层内部应变场和工件中残余应力的分布,分析了不同参数对切削力、残余应力的影响.模拟结果与切削试验数据相互吻合.     

基于轴向位置的振动钻削切削力计算

轴向振动钻削提高了难加工材料的加工性能,但是至今还没有一套成熟的理论体系,能系统说明振动过程机理,对切削力的公式也没有形成一致的观点和方法。本文通过对轴向振动钻削工艺参数分析的基础上,对实际钻削加工区段分两部分进行计算,并利用轴向位置方法,建立了一套可以针对不同材料加工要求的瞬时切削力与各参数的关系模型。     

基于离散元的模拟月岩切削负载特性数值模拟及试验验证

钻取采样是人类获取月球岩石类样品的重要手段,钻进负载的稳定性是确保月岩采样任务成功的关键因素。由于岩石属性直接决定其可钻性等级,并影响钻进负载,有必要在地面环境中,分析岩石本构模型与钻进负载之间的关系,构建不同可钻性等级的岩石样本模型,开展模拟钻进试验,获知不同钻进参数下岩石采样的钻进载荷变化情况。据此,将地面条件下大理岩样本选作模拟月岩切削特性的研究对象,基于二维颗粒流程序(Particle flow code 2 dimensions,PFC2D),建立小切削深度下仿真分析模型。利用Plackett-Burman试验(PB试验)和中心组合设计(Central composite design,CCD)方法,确定影响岩石切削特性的微观参数,开展不同切削深度下的模拟月岩切削负载试验验证。经仿真分析与试验验证能得到与岩石切削特性相对应的离散元模型,试验结果表明该仿真模型在较小切削深度条件下的切削负载变化规律与实际情况一致。通过研究获得了一种建立模拟月岩离散元切削模型的建模方法,为后续分析钻头/切削刃构型参数对钻进/切削负载的影响提供了研究条件。     

复合钻削刀具负载的建模与验证研究

针对复合钻削刀具钻孔过程负载计算误差较大,负载动特性预测精度较低的问题,对复合钻削的切削负载动态过程进行了研究。基于斜角切削理论,针对主切削刃负载和倒角刃单元负载受力分析,分别建立了主切削刃和倒角刃的等效切削模型。由于复合钻削过程的复杂性,采用数学分析和经验值相结合的方法,提出了钻削过程动态负载模型。同时考虑钻削过程中主轴径向跳动对切削性能的影响,进一步优化了复合钻削负载模型。通过对复合刀具不同刃不同切削工况的负载叠加融合,提出了复合钻削动态负载模型,并进行了仿真和实验。结果表明,考虑主轴径向跳动所建立模型相较于未考虑主轴径向跳动模型更能够准确地描述复合钻削刀具的动态负载特性,其负载误差比未考虑主轴跳动的情况减小了10%。     

基于ANSYS/LS-DYNA钻削过程的数值仿真

制孔工序是飞机结构装配中一个非常重要的环节。根据飞机薄壁结构零件钻孔工序,建立麻花钻钻削加工过程有限元仿真模型,采用通用显式动力分析程序LS-DYNA对钻削加工过程进行三维数值仿真研究。仿真动态模拟了钻削加工时钻屑和毛刺的生成过程,获得了螺旋钻屑;提取并分析了钻削轴向钻削力特征;采用直接热力耦合有限元方法分析了加工过程中刀具和工件间摩擦热的产生及钻削温度的瞬态分布。仿真结果表明,钻削毛刺在钻入和钻出都有可能产生,且钻出毛刺大于钻入毛刺。仿真得到的轴向钻削力与理论相符。     

三角形刀片切削过程的有限元分析

通过对三角形车削刀片的切削过程进行有限元分析,获得到出不同切削用量对切削力、切削温度、刀片应力的影响。可据此选择合理的切削用量以延长刀具寿命。对比有限元模拟数据与切削试验数据,发现模拟值和试验值有合理的一致性。     

预应力切削镍基高温合金的试验研究

针对镍基高温合金在切削后加工表面分布严重的残余拉应力等问题,提出采用预应力切削方法,以实现在加工过程中主动控制加工表面残余应力分布状态;通过研制轴类零件的车床专用预拉伸装置,在0 MPa、150 MPa和300 MPa三种预应力条件下对高温合金轴件进行预拉伸处理;通过硬质合金刀具预应力切削镍基高温合金的对比试验,对三种预应力条件下的切削力、切屑形态以及表面完整性包括已加工表面残余应力、加工表面粗糙度、表面形貌和显微硬度等指标进行对比。结果表明：在一定范围内,采用预应力切削方法可省去加工后续的残余应力调整工序,并能在加工表面获得合适的残余压应力;残余压应力的值可通过调整施加的预应力大小来进行主动控制;与普通切削相比,预应力切削可得到均匀的锯齿形切屑,切削力没有显著增加;预应力切削可获得良好的表面完整性,且不会引来额外的加工硬化。     

基于Deform-3D准干式深孔BTA刀具钻削的仿真研究

采用Deform-3D有限元分析软件对准干式单刃内排屑BTA钻削做了仿真研究。应用Deform-3D软件设置模拟参数为干式钻削,在不同的切削用量情况下对切削力的大小、刀具磨损以及切削温度场进行了仿真分析,讨论了断屑判据以及分屑的形成过程,为准干式深孔加工的切削参数和刀具参数的进一步优化提供了依据。