切削用量对钛合金已加工表面残余应力的影响

为了得到切削用量对钛合金加工表面残余应力的影响,本文根据金属切削有限元分析相关理论,建立了三维斜角切削有限元模型,对钛合金Ti6Al4V的铣削加工进行了模拟分析,得到了切削速度和切削深度对工件加工表面残余应力的影响。由模拟结果得出:残余应力随切削速度的增大而逐渐增加,切削速度对加工表面残余应力的影响较大,同时随着切削速度的改变,表面残余应力层的厚度有上升趋势;残余应力在已加工表面外表面表现为拉应力,沿深度方向由拉应力逐渐过渡到压应力;切削深度对残余应力及残余应力层的影响都较小。     

切削加工残余应力的有限元分析

在切削加工中,为了提高已加工工件的表面质量,需要研究切削速度和进给量对已加工工件残余应力的影响规律。根据弹塑性有限元理论,利用有限元软件建立了切削模型,得到了不同切削速度和进给量下已加工工件的残余应力。结果表明,增大切削速度有利于增大深层压应力,同时也会增大表面拉应力;增大进给量有利于增大深层压应力,但对表面拉应力的影响无明显规律。     

7075-T651铝合金车削表面残余应力模拟及参数优化

采用有限元软件对7075-T651铝合金干切削过程进行模拟,获得在不同影响因素下的工件表面残余应力值。然后对仿真结果进行方差分析,得到切削速度、进给量和背吃刀量对工件表面残余应力的影响情况,并通过线性回归方法建立切削表面残余应力的数学模型。建立以较小残余压应力和最大材料去除率为目标函数的双目标优化模型,应用matlab多目标遗传算法工具箱对模型进行寻优求解,获得优化后的铝合金车削的切削参数,为其在实际切削加工中选择合理的切削参数提供了参考依据。     

不锈钢车削表面残余应力的模拟与参数优化

采用有限元软件对304不锈钢干切削过程进行模拟,获得不同影响因素下的工件表面残余应力值。采用静态信噪比(S/N)和方差分析对仿真结果进行分析,得到切削速度、进给量、背吃刀量、刀尖圆弧半径和刀具前角对工件表面残余应力的影响情况,根据分析结果对各影响因素进行优化,并将优化后的参数进行实验对比验证。结果表明:切削速度、进给量、背吃刀量、刀尖圆弧半径、刀具前角对工件表面残余应力的贡献度分别为10.14%,15.19%,8.48%,62.42%,3.77%。     

车铣加工表面残余应力的研究

金属切削用量对工件的表面残余应力有着重要的影响.通过单因素正交车铣残余应力实验,研究了车铣加工65#钢时,分别改变切削速度vc和轴向进给量fa两个切削用量对已加工件表面残余应力的影响规律,并进行了理论分析.同时对比了车铣加工与一般车削加工的残余应力状态.研究结果表明随着切削速度vc的提高,工件表面残余拉应力随之增大,但当切削速度vc超过188.4 m/min时,工件表面残余拉应力急剧减小出现压应力;增大轴向进给量fa,工件表面残余压应力减小.     

干式铣削对淬硬钢表面残余应力的影响研究

以SKD11淬硬钢为高速铣削研究对象,研究不同铣削参数对SKD11淬硬钢加工表面残余应力的影响.运用大型商业软件DEFORM-2D建立了干式铣削残余应力的有限元模型,并利用该模型分析不同切削参数对工件表面残余应力的影响情况及残余应力产生的原因;通过实验验证的方法将仿真的结果和实验结果进行对比得出模型误差小于16.4％,证明仿真模型可行.模拟实验得出:在高速铣削SKD11淬硬钢时,适当的减小切削速度和增大切削深度,可有效降低残余应力对加工表面质量的影响.     

微切削已加工表面残余应力预测

准确预测残余应力对提高微小工件的可靠性非常重要.建立微切削残余应力的理论分析预测模型,应用有限元仿真方法,探求了不同切削速度和进给量下微切削45钢已加工表面残余应力分布规律,分析了切削速度和进给量对已加工表面残余应力的影响,为优化微切削过程和防止微小零件疲劳破坏提供可靠的依据.     

基于热力耦合模型的切削加工残余应力的模拟及试验研究

航空精密薄壁零件具有复杂的型腔结构,切削加工残余应力是薄壁零件精度稳定性的重要影响因素,因此必须对切削加工残余应力进行研究。根据热—弹塑性有限元理论,建立切削加工三维有限元模型,对航空铝合金材料Al2A12进行切削加工非线性弹塑性有限元模拟分析,对切削加工表面残余应力进行预测和计算。通过有限元分析,得到不同切削参数、刀具参数条件下的已加工表面残余应力的模拟结果,并对结果进行比较分析,得到各个因素对工件已加工表面残余应力的基本影响规律;进行不同加工工序条件下的切削加工残余应力的有限元模拟,在加工表面已有一次切削加工残余应力分布的情况下,进行二次切削加工有限元模拟,得到二次切削加工对工件已加工表面残余应力的影响规律;并且进行不同切削参数对残余应力影响的试验研究,验证有限元模型的正确性。     

7050铝合金切削参数对表面残余应力影响的仿真分析

运用有限元软件AdvantEdge对7050铝合金材料进行了切削加工仿真模拟,采用单一变量法得到了工件表面残余应力与切削温度随切削参数改变而发生变化的规律。结果表明:工件表层为残余压应力,亚表层为残余拉应力,切削参数对最大残余应力所在深度影响较小,进给量对工件表面的残余应力影响最大,切削速度次之,背吃刀量最小,切削温度随着切削参数的改变也呈现出一定的规律。     

Al2O3基陶瓷刀具干切削淬硬钢H13时的加工表面质量研究

试验研究了不同速度下Al_2O_3/(W,Ti) C陶瓷刀具的磨损寿命以及不同后刀面磨损量时对应的切削温度,不同切削速度时刀具后刀面磨损量对表面粗糙度、表面残余应力以及加工硬化等表面完整性的影响规律及机制。结果表明:随着切削速度提高,工件已加工表面粗糙度减小;随着陶瓷刀具后刀面磨损量增加,表面粗糙度先减小后增大;已加工表面的残余压应力随切削速度增大而逐渐减小;表面残余应力随后刀面磨损量增大从残余压应力向残余拉应力转变;随着切削速度的提高,工件表面加工硬化逐渐降低;已加工表面显微硬度值和硬化层深度随后刀面磨损量增加而增大。     

高速铣削 Inconel718已加工表面残余应力的有限元分析

利用有限元法对镍基高温合金Inconel 718的高速正交铣削进行模拟仿真,获得切削力、切削温度和残余应力.结果表明在仿真切削速度100-3000m/min范围内,刀尖峰值温度随切削速度提高而增大,由于高温造成工件软化,从而使切削力随切削速度增大而减小;残余应力层深度在已加工表面O.5mm以下,最大表面残余应力为拉应力...     

锯齿形切屑的计算机仿真

采用有限元方法仿真了不同切削速度下加工45钢的切屑形成过程。结果表明，较低切削速度下形成连续带状切屑，而高速切削时形成锯齿形切屑。通过对工件和切屑应力及温度分布的分析，探讨了锯齿形切屑的形成机理及影响因素。     

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.     

基于有限元的切削加工仿真及残余应力分析

基于热弹塑性有限元理论在DEFORM3D软件中建立正交切削加工有限元模型.建模过程中考虑了工件材料本构关系、局部网格自动重划分、刀屑摩擦、切屑分离等影响切削仿真的关键因素,分析了切削过程中工件等效应力的分布.对工件在不同切削速度下的残余应力进行分析和比较,得出两者之间的定性影响关系.     

刀片钝化半径对高温合金切削质量影响的研究

通过不同钝化半径的刀具对GH4169高温合金进行车削正交试验,结果表明:随着钝化半径的增加,表面残余应力先降低后增加;工件环向残余应力随着钝化半径的增加,工件内部残余压应力最大值增大,影响深度随之增加。由表面粗糙度和表面残余应力的敏感程度可知,进给量是影响表面完整性的最主要因素,其次是切削速度和切削深度。分析了不同钝化半径和切削参数对表面完整性特征的影响规律,建立了表面粗糙度表面残余应力的经验公式,得到了用于精加工GH4169高温合金较好的钝化半径范围0.02~0.03mm,以及较优的切削参数vc=60~70m/min,fn=0.05~0.075mm/r,ap=0.2~0.5mm。     

3D FE MODELLING OF SUPERFICIAL RESIDUAL STRESSES IN TURNING OPERATIONS

In this paper, the residual stresses on workpiece surface after cutting operations are studied by means of 3D finite element method (FEM) simulations and the results are compared with the experiments. In particular, the effects of feed rate and tool nose radius on the final workpiece residual stresses when turning AISI 1045 steel bars were analyzed; two different approaches were utilized for the simulative models. In the first approach incremental Lagrangian and Eulerian solvers were coupled to reach both mechanical and thermal steady state conditions performing a single cutting pass, while the second approach consisted of an incremental Lagrangian simulation in which consecutive turning passes were considered in order to reach mechanical and thermal steady state. The simulation results were finally compared with the experimental ones: the agreement between them is satisfactory even if the numerical errors are, in some cases, remarkable.     

MACHINING RESIDUAL STRESSES IN AISI 316L STEEL AND THEIR CORRELATION WITH THE CUTTING PARAMETERS

It is well known that machining results in residual stresses in the workpiece. These stresses correlate very closely with the cutting tool geometrical parameters as well as with the machining regime. This paper studies the residual stress induced in turning of AISI 316L steel. Particular attention is paid to the influence of the cutting parameters, such as the cutting speed, feed and depth of cut. In the experiments, the residual stresses have been measured using the X-ray diffraction technique (at the surface of the workpiece and in depth). The effects of cutting conditions on residual stresses are analyzed in association with the experimentally determined cutting forces. The orthogonal components of the cutting force were measured using a piezoelectric dynamometer.     

Workpiece temperature rise during the cutting of AISI 4340 steel

Temperature rises in workpieces were measured during the cutting of various hardnesses of steel by a ceramic tool. Thermocouples were embedded in a specially designed workpiece for the temperature measurement. This workpiece provided practical and accurate positioning of the thermocouples and it allowed the acquisition of reliable data from the cutting experiments. The effects of the workpiece hardness and cutting speed were examined and analyzed. The relationships between the workpiece temperature rise and residual stresses or structural change in a machined surface layer were discussed.It is concluded that the temperature rise in a steel workpiece during cutting by a ceramic tool is so low that it is less likely to cause any surface damage under normal conditions.     

金属正交切削工艺的有限元模拟

切削加工是一种重要的金属制造工艺 ,其中切屑成形是一种典型的大变形问题 ,它涉及到材料非线性、几何非线性以及边界非线性问题 ,在高速切削加工过程中 ,还会涉及到热力耦合问题。本文针对典型的正交切削工艺 ,建立了平面应变模型 ,工件采用了弹塑性材料模型 ,而刀具采用的是考虑温度变化的刚性材料模型。利用商业化软件DEFORM-2 D,对所建立的模型进行了有限元分析 ,得到了切屑成形、温度分布、切削力变化以及残余应力等结果。将部分结果与文献中介绍的实验结果做了比较 ,发现他们是吻合的