难加工材料铣削力预测研究进展

为了降低难加工材料铣削过程中的加工变形,改善表面加工质量,对加工过程中的铣削力进行预测是必须的。从难加工材料特性及实验现象出发,分别针对端铣刀和球头铣刀将现有铣削力预测方法及其进展进行解析。从现有的研究分析,对于端铣刀铣削力的研究主要集中于切屑形成、最小能量与斜角切削机理,而对于球头铣刀,主要研究微元切削力、刀具接触区域与切屑流动方向对预测结果的影响。从研究趋势上看,对端铣刀和球头铣刀铣削力预测模型理论的研究均有进展,但对铣削过程中状态参数的研究逐渐成为了近年来的研究热点。     

铝基碳化硅精密铣削刀具磨损实验研究

针对铝基碳化硅切削加工中刀具易磨损、寿命低、切削难度大和加工成本高等问题,选用不同材料的硬质合金铣刀及金刚石铣刀进行切削加工实验,并利用扫描电镜和工具显微镜对高体积分数铝基碳化硅铣削时刀具磨损形态进行了分析研究.研究表明:硬质合金刀具前刀面和刃口磨损主要形式为粘结磨损和微崩刃,后刀面磨损主要为刻划磨损,而金刚石铣刀加工时刀具磨损很小;YG6X铣刀材料微观组织致密,抗磨损能力较强,宜粗加工时选用;金刚石刀体的硬度远大于SiC颗粒,且金刚石与工件的摩擦系数小,金刚石铣刀寿命远大于硬质合金铣刀,宜精加工时选用.     

基于Abaqus的微铣刀几何结构参数优化

针对微细铣削加工过程的特点,建立了微铣刀结构模型并利用Pro E软件进行了微细铣刀的结构设计,采用Abaqus软件通过有限元仿真方法比较不同结构参数的微铣刀的模态及抗断裂强度,获得了各阶模态固有频率和振型,以及微铣刀结构上的应力分布情况与特点,分析了刃口直径为50μm微铣刀的刀具悬伸量及刀具尖端几何形状对刀具性能的影响,从而获得了适合加工的几何结构参数.通过聚焦离子束(FIB)方法制备了刃口直径为50μm的微铣刀,在不同基底材料上进行了微铣削加工实验研究,并通过扫描电子显微镜(SEM)高分辨率地观测并分析了铣削效果以及微铣刀的磨损情况,探讨了几何形状以及实际偏心量对刀具的影响并评价了不同几何形状微铣刀的性能.     

用三坐标数控铣床加工空间曲面时的圆弧插值算法

论述了在三坐标数控铣床上采用球头铣刀铣削空间复杂形面时圆弧插值的计算方法.把刀具中心等距曲线轨迹的计算归结为计算零件轮廓上点的坐标,确定了加工空间等距曲线时插值点的计算流程图.利用圆弧插值算法推导出了坐标增量计算公式,此公式可应用到数控装置修正刀具的半径,从而提高零件廓形的加工精度.此算法也可应用到端铣刀加工时圆弧插值的计算.     

机器人外形复杂曲面的加工刀具的研究

探讨了机器人外形美观设计的重要性和外型复杂曲面加工的可行性,从而阐述了研制“S”形球面铣刀的意义,然后研究了加工刀具的前刀面和后刀面的数学模型与工业实现的机构可行性,并给出了相关的数学公式和加工数据,最后得出结论用简单的2轴完全可以实现在传统上用4轴数控机床才能加工的“S”形球头刀,为简化复杂刀具的加工进行探讨。     

微铣刀刀刃轨迹预测模型及影响因素分析

微铣削是一种柔性很强的微加工方法,可对多种材料进行微器件的加工.但由于微铣刀具有独特的几何特征,微铣削时的刀刃轨迹与传统意义上的铣削刀刃轨迹有明显区别.针对2刃微铣刀,开发了一个考虑刀具回转误差和转子振动效应的刀刃轨迹预测模型,并分析了其对加工过程的影响.同时提出了一种基于刀柄测量结果,计算刀尖回转误差和刀具装夹不平衡量的方法.将这两个结果输入刀刃轨迹模型后,可以准确地预测刀尖中心和两个刀刃的轨迹,并以此来计算即时切屑厚度、切削力、铣槽宽度(加工误差)和表面质量.实验结果很好地验证了模型的预测.分析结果表明,在微铣削过程中,单刃切削经常发生;刀刃角和进给角这两个模型参数对加工误差和刀具磨损非常重要,刀刃角的最优值为±90°,进给角可根据加工要求进行选择.     

三种常见的干式螺杆真空泵螺杆转子型线分析与螺杆加工方法探讨

分析了三种实际应用较为广泛的,分别带有阿基米德线、渐开线、余摆线的螺杆真空泵螺杆转子型线,具体比较了三种型线组成曲线啮合特性和型线的优劣。详细阐述了螺杆的车削加工方法,分别建立了带有刀位点的三种螺杆车削加工模型,并且给出了车削刀具的选取依据。最后,简单地介绍了一种高效的螺杆铣削螺杆加工方法,并提供了一种实用的螺杆加工精度测量方法。     

虚拟五轴侧铣加工过程建模与仿真分析

提出一种面向五轴侧铣加工的球头刀几何与力学模型,利用该综合模型可对复杂曲面加工进行几何仿真与切削力预测,对加工过程进行速度规划．切削工件几何模型采用深度元素法,通过与刀具模型之间的布尔操作实现材料去除过程,通过分析刀具与工件接触区域,得到刀具在不同瞬时的轴向范围及沿轴向各微元的切入角和切出角,转换为铣削力模型所需的几何信息．采用序列二次规划法优化进给速度,使机床工作在多个约束条件的最大潜能值内．整个规划过程随刀具与工件接触区域的变化而不断优化,研究工作为五轴侧铣加工过程提供了有力的分析工具．双叶片五轴侧铣加工仿真实验表明,在满足叶片精度条件下,采用优化进给速度可使零件加工效率提高约40%．     

车铣加工UG-CAM 制造技术研究与应用

应用TCL(Tool Command Language)开发了车铣加工中心BUNMOTECS192FT后处理模块,实现了该机床刀具中心点B轴随动的高级功能,利用UG-CAM数控编程技术,使用平头立铣刀,在车铣加工中心进行C、X、Y轴联动,完成了零件曲面加工刀轨设计,解决了T型铣刀加工曲面环槽干涉问题,通过将平头立铣刀轴与曲面法线倾斜一定角度,避开平头立铣刀底齿中心切削,达到零件精度要求。     

加工螺旋状罗茨转子成形铣刀的计算

具有螺旋状转子的罗茨真空泵,由于运转的平稳,在增压器和造纸工业上被广泛在用。其转子的加工,除靠模仿形刨削、压削加工外,国内大多数厂是采用成形刀具在“万铣”或专用机床上铣削。由于转子的端面型线复杂,精度要求较高,对刀具设计带来一定困难。本文用数学分析方法推导了加工螺旋而成形铣刀的接触方程,及其求解通式,并以我厂制造的罗茨转子成形铣刀为例,用电子计算机求出了刀具齿形的坐标点。 一、解析理论 没坐标平面X1O1y1为螺旋转子的端截面(图1)。其端面型线的参数方程可表示为: 式中t为参变量。 则右旋螺旋面见(图O在坐标系(x;,;z…     

叶片磨削轨迹的生成过程

由于大部分三维绘图软件提供的都是铣削功能,所以,先对叶片的加工进行铣削的方式的规划,在进行到砂带磨削的仿真。在加工的刀具中,圆头铣刀和砂带磨削类似,所以,先采用圆头铣刀的刀具进行分析。加工轨迹其实就是刀心点的连线,为了保证二阶连续,通常也使用3次B样条曲线,普通铣削加工刀心点就是接触点,故铣削加工轨迹就是各截面线。     

加工四叶圆弧螺旋状罗茨转子的指状铣刀设计

本文采用数学分析方法推导出了加工罗茨泵四叶圆弧螺旋转子的指状铣刀的接触方 程及其求解式。通过计算机求出了刀具样板的线切割机输入数据。     

基于隐式Adams方法的螺旋曲面铣削系统稳定性预测研究EI北大核心CSCD

针对螺杆转子铣削过程中的铣削系统稳定性进行研究。首先通过模态试验获取刀具的模态参数。其次,根据盘铣刀铣削螺杆转子曲面原理建立三自由度铣削力模型和以线性时滞微分方程表示再生型颤振影响的铣削加工动力学模型,并对刀齿铣削周期进行离散。然后,提出基于隐式Adams对螺旋曲面铣削系统稳定性进行预测的方法,在利用隐式Adams方法对动力学方程进行数值求解的基础上,依据Floquet理论判断系统的稳定性,获得螺旋曲面铣削系统的稳定性叶瓣图。最终,根据稳定性叶瓣图选取加工参数进行试验,验证隐式Adams方法在螺旋曲面铣削系统的适用性。试验结果表明:数值求解结果与试验结果吻合程度较高,即采用的隐式Adams方法适用于螺旋曲面铣削系统的稳定性预测。     

基于隐式Adams方法的螺旋曲面铣削系统稳定性预测研究

针对螺杆转子铣削过程中的铣削系统稳定性进行研究。首先通过模态试验获取刀具的模态参数。其次,根据盘铣刀铣削螺杆转子曲面原理建立三自由度铣削力模型和以线性时滞微分方程表示再生型颤振影响的铣削加工动力学模型,并对刀齿铣削周期进行离散。然后,提出基于隐式Adams对螺旋曲面铣削系统稳定性进行预测的方法,在利用隐式Adams方法对动力学方程进行数值求解的基础上,依据Floquet理论判断系统的稳定性,获得螺旋曲面铣削系统的稳定性叶瓣图。最终,根据稳定性叶瓣图选取加工参数进行试验,验证隐式Adams方法在螺旋曲面铣削系统的适用性。试验结果表明：数值求解结果与试验结果吻合程度较高,即采用的隐式Adams方法适用于螺旋曲面铣削系统的稳定性预测。     

直纹滚花的铣削

本文介绍了利用加工中心第四轴分度头旋转,使用铣削方式,实现直纹滚花的加工,提高零件的外观质量。     

曲面加工刀具轨迹的仿真技术研究

本文针对数控铣削加工中刀具的走刀轨迹进行研究,对毛坯体建模时,采用的是三角面片离散法,实现了3轴数控铣床实体切削加工时离散矢量与刀具扫描体的几何求交算法,建立了铣削运动模型,通过不断更新毛坯数据信息来模拟刀具的切削过程,从而生成加工轨迹和走刀路径。以Visual C++ 6.0为编程环境,用OpenGL作为图形开发工具,动态仿真刀具加工曲面的加工轨迹和走刀路径。     

螺纹数控铣削方法与编程、加工

叙述数控铣床螺纹的加工方法、螺纹铣削的铣刀类型,螺纹铣削方式,刀具半径补偿在螺纹数控铣削中的应用及螺纹编程与技巧。     

多齿铣刀侧铣加工多层CFRP铣削力的建模与仿真

由于碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)的层间结合强度较低,进行切削加工时在切削力的作用下容易出现分层和毛刺等质量缺陷。因此,通过对切削力的预测与控制可以有效提高加工质量。采用瞬时刚性力模型对多齿铣刀侧铣多层CFRP材料的加工过程进行铣削力建模与仿真,分析了多齿铣刀特有的几何结构对切削力的影响。试验中保持切削速度恒定,以不同进给速度分别对45°、0°、-45°和90°这4种典型纤维方向的单向CFRP进行侧铣加工,通过测得的切削力数据计算各自的铣削力系数。根据力学矢量叠加原理得到了多向CFRP铣削力系数的简化计算表达式,最后将计算结果代入铣削力模型得到了各时刻的铣削力仿真值。在同样的试验条件下对该多向CFRP进行侧铣加工验证试验,试验结果表明: 该模型能较好地预测铣削力,最大相对误差小于9%,平均相对误差小于5%,可为铣削参数优化和刀具结构优化提供理论基础。     

基于多轴机床刚度模型的刀具姿态优化

基于刚体空间转动的四元数表达,以有理运动描述多轴数控加工中刀具姿态变化。在变形叠加基本原理的基础上,进行多轴机床的打磨。多轴机床通常是指一台机床上除了具有x、y、z三个移动坐标轴外,至少还有1—2个旋转坐标轴,即4—5轴的数控机床。多轴机床是一种运用于机械领域钻孔、攻牙的机床设备,广泛应用于机械行业多孔零部件的钻孔及攻丝加工。通过对多轴数控机床刚度模型进行研究,知道了多轴数控加工刀具姿态优化受到物理条件的约束,为了确定相应刀具的刀具姿态,可以在刀具可达工作空间中优化多轴机床刚度性能指标,同时根据多轴机床综合刚度模型计算机床刚度性能指标,这些复杂的曲面加工都是在刀具轨迹上进行的。通过对多轴机床刚度模型的刀具姿态优化的阐述,分析了多轴机床刚度模型的刀具姿态优化。     

新型镗铣刀在装载机车前架加工中的应用

为提高前车架镗孔质量和生产效率,采用了类似盘铣刀的结构,加工孔径由小到大.在直径方向采用平均分布方法,减小切削过程中刀具的受力,保证精加工余量和最终加工精度.刀具磨损后,可以松开固定螺钉,将刀片换一方向即可,无须进行普通刀具那样的调整工作,可以节约不少换刀时间.