基于振动控制的薄壁零件铣削工艺优化

本文针对一种L型薄壁环形零件大余量铣削零件装夹方法进行了创新、对切削走刀路径进行了具有成效地改进，取得了显著的效果，从根本上解决了零件的变形问题，降低了加工成本，保证了产品质量，提高了加工效率。     

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。     

环形刀具高速铣削走刀步长计算方法

为提高环形刀具高速铣削的效率,并且尽量降低设备运行的成本,通过考虑数控刀具加工弓高误差、刀具摆动误差、局部曲面几何形状以及数控刀具走刀方向等因素,并结合几种常用传统方法各自的优点,设计了走刀步长的计算方法。仿真实例表明,文中提出的走刀步长计算方法可以保证环形刀具高速铣削效率的同时,大幅降低铣削的费用。     

薄壁结构件铣削加工振动稳定性分析

针对如何考虑刀具与工件相互耦合作用及加工位置对系统稳定性影响,通过对切屑厚度、铣削力建模,建立薄壁件铣削系统动力学模型,考虑薄壁件铣削稳定性受铣削位置影响,获得以轴向铣削深度、转速、铣削加工位置为参数的三维稳定性图。通过对曲面图分析,可确定在不同主轴转速、不同铣削区域内薄壁件各模态对铣削稳定性影响。通过时域模拟分析加工位置对系统失稳机制影响,揭示稳定铣削与不稳定铣削、不同模态在不稳定铣削时铣削力、铣削位移的变化规律。     

铝合金薄壁件高速加工的切削力和工艺研究

本文对铝合金薄壁体零件切削加工中变形和振动问题进行了分析,建立铣削加工受力模型,结合具体的实验,得到了薄壁件加工变形的基本规律,并据此提出了相应的工艺措施．结果表明：高转速、快走刀以及分步环切法可以有效的减小径向切削力．     

钛合金法兰盘铣加工方法的研究

在钛合金法兰盘铣加工过程中,需要克服零件易变形、尺寸精度高、加工效率低、刀具消耗成本高等问题,该零件在控制成本和减小超差风险方面须进行研究,本文从该类零件的材料特性开始叙述了该零件加工过程中选择刀具的要点、走刀路径的设计和参数选择的过程,对如何提高钛合金零件加工效率、减小变形和降低超差可能性进行了分析,按照铣削方式对加工过程中切削负荷的控制方法进行了初步研究。     

浅谈车削时切屑的形成及切屑对加工的影响

车工操作者在车床上装好刀具，并把一切加工准备工作做好以后，随着开车、吃刀和走刀，这时可以看到切屑轻快地从工件上掉了下来。但是，切屑是怎样形成并被切下来的昵？切屑对提高刀具耐用度、对加工的影响、机床维护、安全生产有什么关系呢？这些问题却往往被人们忽视。切屑的形成看起来好像很简单，其实不然。有的人认为像斧子劈木头一样，是由于楔子的作用，而把金属劈下来的，笔者经多年实践、观察、分析，认为这说法不完全对。     

圆弧刃精密切削试验及其三维有限元分析

在商业化软件Marc的基础上建立了圆弧刃精密切削三维有限元模型,研究不同半径的圆弧刃精密切削条件下主切削力、切屑形状和切削温度场分布．该模型运用更新拉格朗日法的有限元方程、网格重划分准则,其刀一屑摩擦采用修正的库仑摩擦模型．模拟结果表明,圆弧刃的圆弧半径对主切削力、切屑形状和切屑的最高温度都有较大的影响．通过试验研究精密切削马氏体3J33在不同半径的圆弧刃条件下对主切削力的影响,结果表明模拟的主切削力与试验值在一定程度下是吻合的.     

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。     

基于瞬时铣削力系数法的拼接模具铣削稳定性研究

在拼接模具铣削过程中,由于拼接过缝处硬度差的影响致使铣削力发生突变并加剧振动,进而降低工件表面质量和刀具的使用寿命。针对上述问题本文首先建立了拼接过缝区域的切屑厚度模型,分析了切屑厚度与铣削力系数的关系;然后运用基于Runge-Kutta法的全离散法求解铣削动力学方程,由于瞬时铣削力系数随切削参数的变化而变化,故基于该方法可获得上限和下限的多条稳定性预测曲线,并利用最小包络法形成上、下限的带状区域作为最终的稳定边界;最后综合运用时域、频域分析来验证铣削稳定性预测曲线的准确性。提出的稳定性预测模型可以为大型汽车覆盖件铣削加工过程提供理论参数依据,并解决铣削拼接处冲击载荷引起的振动问题。     

考虑后刀面磨损及过缝冲击的拼接模具铣削力建模与实验研究

针对拼接模具铣削过程中刀具易磨损引起铣削力变化的问题,对拼接模具铣削加工过程,提出了一种考虑球头刀后刀面磨损的铣削力建模方法。根据材料硬度的不同,把每一切削周期的切削厚度建成有关切削角度的函数关系,得到不同切削角度下的剪切力模型;同时将后刀面的摩擦效应力与后刀面磨损量建立函数关系,进而得到了不同切削角度下的摩擦效应力模型;最后通过引入单自由度斜体碰撞模型,采用等效弹簧阻尼法和霍普金森实验得到了冲击力模型。结合剪切力模型、摩擦效应力模型与冲击力模型得到了考虑后刀面磨损的拼接过缝处铣削力模型,最后对多硬度淬硬钢进行了铣削力实验。实验结果表明预测的铣削力幅值和变化趋势与实验值具有很好的一致性,验证了该铣削力建模方法的有效性,对拼接模具铣削加工工艺优化具有一定的理论指导意义。     

高速切削时摩擦系数对切削影响的数值模拟

高速切削加工中,刀屑间的摩擦系数对切削产生重要影响．由于刀屑接触的复杂性,它们之间的摩擦系数很难确定．为了探究高速切削时,刀具与切屑间摩擦系数对切削的影响,采用有限元通用程序ABAQUS／STANDARD对不同摩擦系数下切削过程进行数值模拟．通过对Mises应力和加工表面节点垂直方向位移的比较,得出刀屑间的摩擦系数对剪切角有较大影响,摩擦系数增大,剪切角随之减小．高速切削既能够提高切削效率,又能提高加工精度．     

具有内阻的旋转锥形复合材料刀杆铣削过程稳定性的仿真分析

研究考虑材料内阻的旋转圆锥形复合材料刀杆铣削系统的再生颤振稳定性。基于复合材料粘弹性本构关系、Hamilton原理和Rayleigh梁理论，结合再生时滞铣削力模型，分别导出旋转坐标以及惯性坐标表示的颤振偏微分方程。采用Galerkin法对颤振偏微分方程进行离散化。基于自由振动分析和能量法计算复合材料刀杆的模态损耗因子；基于特征值分析技术计算旋转复合材料刀杆的临界速度和失稳阈。采用时域半离散法和频域零阶近似解法，预测切削系统的稳定性。分析锥度比、长径比、铺层角、铺层方式，以及内、外阻对切削稳定性的影响。计算结果表明，轴对称旋转刀杆铣削过程在两种坐标系下的稳定性预测结果是一致的。研究发现，在高转速下，由于旋转复合材料刀杆内阻的作用，切削系统出现新的不稳定区域。这些新的不稳定区域的起始转速等于旋转复合材料刀杆的失稳阈。     

一种改进的较大模数伞齿轮铣削方法

提出一种改进的较大模数伞齿轮铣削方法,通过自行制作粗短刀杆,改进铣床刀具装夹,采用带分度头的连接盘和自制心轴定位的方法,改进伞齿轮的装夹、固定方法,增加配套辅助支撑,改进伞齿轮铣削的平稳性,通过改善铣削工艺,提高加工效率,通过调整铣削过程中的刀具转速和进给量,大大减少成型刀具的磨损程度。     

高速铣削曲面工件表面粗糙度的仿真

当前采用高速铣削方式铣削具有曲面结构的零件应用非常广泛,为达到所加工的零件要求的表面粗糙度选择合适的行距和步长对生产成本、劳动生产率都有很大的影响。本文针对球头铣刀在高速铣削、低切削量的条件下,分析Bezier双三次曲面构建原理,总结出走刀轨迹的公式。以实际生产中表面粗糙度的主要影响因素主轴的回转偏心和轴向窜动,结合刀轨迹的公式提出具体仿真算法,并且在实际应用中加以验证。     

高速切削淬硬钢切屑变质层微结构及形成机理

为了揭示高速切削过程中切屑形成以及刀具-切屑界面摩擦机理,对剪切区内剪切带及白层进行了微观观察和分析.利用光学显微镜,SEM,电子探针,TEM和X射线衍射等方法对高速切削淬硬钢锯齿状切屑剪切变形区内变质层的微细组织进行了观察,对变质层的微结构本质及其形成机理进行了分析.研究表明:在锯齿状切屑锯齿之间的第一变形区存在绝热剪切带,由切屑基体到剪切带中心依次出现马氏体板条、沿剪切方向拉长并被位错分割的板条和等轴晶粒等不同的微结构特征;在切屑底部的第二变形区存在白层,其微结构显示了非晶组织特征.剪切带形成过程中没有相变发生,其形成是基于一种旋转式动态再结晶机制,白层的形成过程中发生了非晶转变和马氏体相变,形成机理属于相变机制.     

数控车床加工切屑的控制

数车加工对切屑是有严格要求的。要实现理想车削,就要解决断屑的问题。切屑是否容易折断,与切屑的变形有直接联系。合理利用材料变形进行断屑、利用工艺手段进行断屑、利用数控机床特有的数控编程功能进行断屑,提高车削稳定性。     

篦齿盘机械加工变形控制研究

篦齿盘是航空发动机的关键零件之一,该零件刚性较差,加工变形比较严重,具有很高的加工难度。该文通过对零件特点以及变形规律进行分析,依据以往的加工经验探索加工变形控制方法,分别从工艺路线安排、装夹方式、数控程序走刀路线以及加工参数等方面进行改进,以达到控制零件变形,提高零件质量的目的。     

基于机床刀具加工变形研究的铣削工艺参数优化方法

针对机床刀具变形影响加工精度问题,据铣床刀具系统动刚度测量计算及铣削力模型提出基于遗传算法的铣削工艺参数优化方法。通过阶跃响应实验获得机床刀具系统动刚度及用正交实验法可准确铣削力模型,对实验机床铣削工件工艺参数进行数学优化;开发设计在线测量刀具变形及铣削力实验装置并分别对优化前后工艺参数实验验证,结果已证明该方法的有效性、实用性。     

毛坯开槽方式中零件加工变形的演变机理与控制方法

广泛用作飞机薄壁整体结构件毛坯的铝合金厚板,在制造过程中出现的塑性变形不均匀性将导致残余应力的产生。高速铣削过程中残余应力的释放将引起飞机薄壁整体结构件的加工变形,这严重影响加工质量。因此,建立了毛坯释放变形后零件铣削的有限元仿真方法,挠度解析法的计算结果和实验测量的数据均验证了有限元仿真值无论是在趋势上还是变形量上均高度吻合。利用有限元方法揭示了开槽方式对毛坯释放变形的影响规律,分析了零件加工变形与毛坯释放变形之间的关系。结果表明:毛坯释放多大变形量,零件就能减小多大的变形量。在建立毛坯释放变形预测模型的基础上,提出了开槽方式的遗传算法优化方法,随机测试集表明神经网络的预测精度高达95%左右,而三框件在最佳开槽方式下能减小34.5%的变形。