LY12硬铝合金高速切削加工残余应力的研究

对LY12硬铝合金在高速切削加工过程中出现的高度非线性问题,采用有限元软件ABAQUS对切削过程进行仿真,得到了高速切削加工过程中的残余应力分布。讨论了高速切削加工过程中影响残余应力分布的几个关键因素:切削速度、背吃刀量、刀尖圆角半径,从而为以后获得基于残余应力的刀具参数优化方案提供了依据。     

金属切削加工过程的数值模拟

运用商业非线性有限元软件MSC.MARC,对金属切削加工过程进行了弹塑性热力耦合模拟,分析了不同刀具几何参数及切削用量在切削加工过程中对切削力、应力分布、工件残余应力及残余变形的影响.     

切削参数与刀具几何形状对Inconel 718加工残余应力的影响

对Inconel 718高速切削加工过程中合金加工表面的残余应力进行研究,为优化材料切削参数提供参考。由试验结果可知,最大切削速度、最小进给量、中等切削深度和使用珩磨切削刃可以确保减少加工表面的残余应力,相应的表面也没有划痕区和粘附的碎屑。     

铝合金7475已加工表面残余应力的数值模拟

为了揭示铝合金材料已加工表面残余应力的分布规律,建立了三维有限元模型对铝合金材料7475的切削加工过程进行了数值模拟,获得了铝合金材料7475已加工残余应力的分布规律,同时也研究了不同切削深度对已加工表面残余应力的影响规律。模拟结果表明：已加工表面层残余应力为拉应力,沿深度方向由拉应力逐渐过渡到压应力;而切削深度对铝合金7475已加工表面残余应力的影响较小。     

金属正交切削加工过程的有限元分析

运用大型通用有限元程序对金属正交切削加工过程进行非线性弹塑性有限元模拟分析，得到不同刀具前角在加工过程中对切屑形状、应力分布、应变分布、残余应力及残余变形的影响，得出刀具前角值与剪切角的关系。计算验证了一些实验结果，结论可供工程应用参考。     

刀具几何参数对切削加工过程的影响

运用商业非线性有限元软件MARC,对金属切削加工过程进行了弹塑性热力耦合模拟,分析了不同刀具前角、切削刃钝圆半径在切削加工过程中对切削力、切削温度、工件残余应力及残余变形量的影响。     

加工表面残余应力的有限元—应力松弛联合建模及预测分析

针对切削加工表面残余应力有限元模型预测效率低、解析预测模型互换性不强的问题,提出切削有限元模型和应力松弛解析模型的联合建模预测。基于有限元仿真模拟切削加工过程获取已加工表面的应力、应变及温度等基础物理变量,通过应力松弛解析模型计算残余应力,通过H13热作模具钢直角切削实验和有限元仿真验证预测模型,基于联合模型分析了不同刀具几何参数对残余应力分布的影响规律和显著性。结果表明,该模型能高效、低成本、高精度地预测沿工件表面深度的残余应力分布。本研究对促进残余应力预测方法的发展有一定的参考价值。     

铝合金7050-T7451直角切削表面的残余应力研究

采用单因素直角切削试验,对硬质合金刀具切削铝合金7050-T7451加工过程中形成的已加工表面残余应力进行了研究。使用X射线衍射应力测试技术对残余应力进行测量,得到了不同切削参数对应的残余应力值。通过考虑刃口半径的存在,阐述了已加工表面残余拉应力和压应力的产生机理,同时分析了切削速度、切削深度等参数对残余应力值的影响规律。     

弱刚度结构件切削加工残余应力的研究

弱刚度结构件具有刚度差和材料去除量大等特点,加工过程中产生的残余应力容易导致其加工变形,尤其对于精度要求高且厚度不均匀的弱刚度结构件,更有必要研究切削加工残余应力的影响因素,从而为控制弱刚度结构件的加工变形提供基础。根据正交切削理论和热弹塑性有限元理论建立了切削加工的三维有限元模型,对材料为40CrNiMo的变厚度弱刚度结构件进行了切削加工模拟,对切削过程中的残余应力进行了有限元计算。通过对比不同切削参数情况下残余应力的分布,得到了残余应力随切削参数的变化规律;将变厚度弱刚度结构件的加工分为二次等厚度的切削加工,通过与一次加工得到的残余应力进行对比,得到了2种不同加工工序对变厚度弱刚度结构件的残余应力影响规律。     

高速铣削加工汽车覆盖件模具表面残余应力研究

汽车覆盖件模具的高速加工具有特征型面形状复杂、材料硬度大、结构尺寸大、表面精度要求高等特点,在高速切削加工过程中,属于难加工产品。一些学者对其高速铣削加工进行了研究,但对其表面残余应力的研究较少。残余应力的存在促使疲劳裂纹的形成与扩展、促进腐蚀、促进模具的关键型面变形,因此汽车覆盖件尺寸的稳定性和加工质量与其密切相关。本文在数值模拟思想的指导下,利用有限元解法,研究了高速铣削加工表面的残余应力对加工变形的影响,给出了预测残余应力数值的解析模型。     

钛合金切削加工表面残余应力有限元仿真

采用JobnSOn—Cook失效准则,建立了钛合金的二维正交切削热一机械应力耦合有限元仿真模型,分析计算了不同切削条件下已加工表面残余应力的分布规律。结果表明：已加工表面层残余应力为拉应力,沿着深度方向由拉应力逐渐过渡到压应力。表面残余应力随着切削速度的增大而增大,在一定的前角变化范围内,随着刀具前角的增大,表面残余拉应力先增大后减小,而随着刀具后角的增大却减小。各加工参数对残余应力层的厚度影响都很小。     

切削速度对工件表面残余应力的有限元模拟

针对正交切削加工建立了平面应变模型;利用通用的有限元软件,对所建立的模型进行模拟,得到了不同切削速度下工件表面残余应力模拟结果,并对这些结果进行了比较分析,得出切削速度对工件表面不同方向的残余应力的基本影响规律。     

钛合金切削加工表面残余应力有限元仿真

采用Johnson- Cook失效准则,建立了钛合金的二维正交切削热-机械应力耦合有限元仿真模型,分析计算了不同切削条件下已加工表面残余应力的分布规律.结果表明:已加工表面层残余应力为拉应力,沿着深度方向由拉应力逐渐过渡到压应力.表面残余应力随着切削速度的增大而增大,在一定的前角变化范围内,随着刀具前角的增大,表面残余拉应力先增大后减小,而随着刀具后角的增大却减小.各加工参数对残余应力层的厚度影响都很小.     

Comprehensive investigation on the residual stress of large screws by whirlwind milling

This study investigated the influence of cutting parameters on the residual stress obtained in whirlwind milling of AISI 52100 steel. Single-factor and Box-Behnken experiments were separately carried out. A prediction model of residual stress was developed on the basis of response surface methodology using experimental data. Results indicated that the cutting depth was the dominant factor, and the interaction between cutting speed and tool number was significant. The developed model could be effectively used to predict surface residual stress within high confidence. The optimum value and cutting condition were validated by confirmation experiments.     

EXPERIMENTAL INVESTIGATION ON SURFACE INTEGRITY OF END MILLING NICKEL-BASED ALLOY— INCONEL 718

Inconel 718 is a typical difficult-to-machine material, and its high speed end milling process has wide applications in manufacturing parts from aerospace and power industry. Surface integrity of these parts greatly influences the final characteristics. This paper presents an experimental investigation to evaluate surface integrity behaviors in high speed end milling of Inconel 718 with finishing cutting parameters in terms of surface topography, surface roughness Ra, residual stresses, subsurface microstructure, and microhardness. The results show that abraded marks can be observed on the machined surfaces, and high cutting speed is advisable to get better surface topography and roughness quality. Due to high cutting temperature, residual stress is mainly high tensile stress. After increasing the cutting speed beyond 80m/min, the cutting forces hardly increased and the chips take away more cutting heat, which leads to that the residual stress barely increases. Microstructures in subsurface layers have only slight deformations after high speed milling, and there was also no obvious difference when the cutting speed increased beyond 80m/min against the microhardness in subsurface increases together with the cutting speed.     

The formation mechanism and the influence factor of residual stress in machining

Residual stresses generated in cutting process have important influences on workpiece performance. The paper presents a method of theoretical analysis in order to explicate the formation mechanism of residual stresses in cutting. An important conclusion is drawn that the accumulated plastic strain is the main factor which determines the nature and the magnitude of surface residual stresses in the workpiece. On the basis of the analytical model for residual stress, a series of simulations for residual stress prediction during cutting AISI 1045 steel are implemented in order to obtain the influences of cutting speed, depth of cut and tool edge radius on surface residual stress in the workpiece. And these influences are explained from the perspective of formation mechanism of residual stress in cutting. The conclusions have good applicability and can be used to guide the parameters selection in actual production.     

民航发动机健康管理数据库的研究

分析了民航发动机健康管理数据的特点,研究利用Oracle数据库管理系统实现对民航发动机健康管理数据的管理。从健康管理数据库的设计流程、B／S体系结构、数据结构与组成、E—R概念结构图、数据库功能、系统的安全和维护等方面阐述了民航发动机健康管理数据库的构建。     

SiC_p/Al复合材料铣削残余应力的有限元分析

SiC_p/Al复合材料属于典型难加工材料,大量Si C颗粒离散分布其中,导致在铣削加工高体积分数SiC_p/Al复合材料时,加工表面容易出现应力分布不均现象,严重影响材料的稳定性。为了研究SiC_p/Al复合材料加工表面残余应力,通过ABAQUS有限元分析软件建立了SiC_p/Al复合材料三维铣削有限元模型,并分析了切削工艺参数对残余应力的影响。结果表明:切削速度对残余应力变化影响较小,每齿进给量对残余应力变化影响较大,所得结果与经验计算值吻合较好。     

车轴加工基准定位对轴表面残余应力的影响分析

加工基准对车轴表面加工质量有一定影响,为了定量分析由于偏心切削造成的影响程度,从理论上对加工基准误差与加工后车轴表面残余应力的相对关系进行了分析,针对偏心切削对表面残余应力的影响规律进行了研究。设计了在不同偏心量下的切削加工试验,对切削后试件轴表面残余应力进行了测量,试验结果表明,偏心切削对表面残余应力存在一定影响,但是影响程度不是很大。