基于DEFORM的7075铝合金切削过程仿真研究

以7075铝合金为例,利用DEFORM仿真软件中的车削模块,建立铝合金切削有限元模型,对仿真结果进行分析,得到切削过程中切削力变化、工件应力及刀具表面切削温度分布等相关试验数据。通过切削力的测量试验验证仿真结果的有效性,结果表明仿真值与测量值的变化趋势一致,证明了仿真后处理结果的有效性。在此基础上研究刀具几何形状对切削过程的影响,该方法为生产实践中确定切削7075铝合金的刀具几何形状提供了新途径。     

基于AdvantEdge FEM的薄壁外壳体零件仿真分析

导引头产品某较大型薄壁类零件在车削加工过程中,加工变形大,加工状态不稳定。考虑到影响加工变形的主要因素为切削三要素,现通过AdantEdge FEM及ANSYS-workbench有限元仿真法对薄壁外壳体零件的车削加工过程及模态、谐响应进行仿真分析,通过AdantEdge FEM后处理结果中温度场、应力场及变形的变化情况,对切削参数进行调整,优化切削加工过程,通过ANSYS-workbench对该薄壁模型进行模态分析及谐响应分析,得到工件的加工变形情况,从而采取最优切削加工方案控制薄壁外壳体零件的变形。     

三维有限元分析在高速铣削温度研究中应用

高速切削过程中切削温度对刀具磨损、工件加工表面完整性及加工精度有极大的影响。应用有限元法对高速铣削铝合金薄壁件过程中工件与刀具接触面温度、工件内部的温度分布进行了仿真研究,仿真过程中考虑了切削速度、进给量对切削温度的影响。通过红外热像仪对不同主轴转速下工件表面温度的测量,验证了仿真结果与试验结果比较接近。得出在高速切削铝合金过程中,随着切削速度的增加,刀具与工件接触区的温度变化存在二次效应。该结论对铝合金薄壁件加工具有重要的实用价值。     

车削过程切削力的计算机数值仿真

切削力是表征切削过程最重要特征的物理量,其动态变化将直接影响加工过程中刀具与工件的相对位移、刀具磨损和表面加工质量等,所以对切削力建模是进行加工过程物理仿真研究的基础。因此在基于实时工况的切削实验研究基础上,考虑切削参数的因素,利用BP（back pmpagation）神经网络建立车削过程中的切削力的仿真模型。通过大量的样本训练,使神经网络能够对切削力进行较准确地数值仿真。     

柔性零件车削振动系统建模与实验

由于刀具进给运动致使工件系统所受切削力的位置实时改变,根据实际车削加工过程,建立柔性工件颤振动力学模型,得到工件车削时系统的时变稳定性极限图。考虑在加工过程中主轴?卡盘、顶尖?尾座对工件的影响,建立实际切削系统的主轴?卡盘?工件?顶尖有限元模型,研究工件在不同位置的刚度分布和不同支承条件下固有频率的变化规律,并开展相应的车削实验。研究结果表明：工件刚度在不同切削位置具有时变性,在中间靠近顶尖位置刚度最低;增大主轴、顶尖支承刚度可在一定程度上提高系统固有频率,改善系统动态特性。切削实验表明,柔性工件在车削状态下通常经历稳定?颤振?再稳定的变化过程,在中间靠近顶尖位置容易发生颤振,轴心轨迹发生混乱。实验结果与理论有限元模型计算结果基本吻合,该模型可用于指导实际柔性工件的车削加工。     

铝合金插铣过程中工件表面温度的建模与试验分析

基于LabVIEW软件建立了切削温度数据采集和分析系统,以此为测试平台,通过埋热电偶法对铝合金工件插铣过程中已加工表面温度进行在线动态测量,并利用最小二乘法对试验数据进行回归分析,建立了已加工表面温度的经验模型,得出了切削参数对切削温度的影响规律,为优化切削参数、研究刀片磨损机理提供了参考数据。     

GH4169三维车削力与温度有限元仿真

针对航空难加工材料GH4169高温合金加工过程切削力大且加工易变形的问题,对其车削加工过程中的温度与切削力进行研究。通过对有限元仿真关键技术的讨论,应用Abaqus有限元分析软件,对GH4169材料建立了三维车削模型,对车削过程中的温度场和应力场进行分析;在同样切削条件下,分别得到了三维仿真切削力、实验切削力以及二维切削力,通过切削力的对比分析,验证了三维切削仿真模型的正确性。应用所建立的三维模型模拟出不同切削参数下的切削力,得到了不同切削参数对切削力的影响规律。     

高速切削温度的二维热传导模型建立及求解

在高速加工过程中,切削热的产生将影响工件加工表面的质量和刀具寿命,分析切削温度的分布对研究切削机理及工艺参数的优化有着重要意义。基于传热学和金属切削理论建立了高速车削温度的热传导模型,结合切削过程中的边界条件和初始条件,应用数学解析法推导出二维热传导方程的解,利用求解导热逆问题的方法估算边界条件。实验中采用人工热电偶测量切削温度,根据测得的刀具内部点的温度值计算出表面热流,进而通过MATLAB软件仿真得到切削温度场,并利用红外热像仪的测量结果进行试验验证。     

基于Deform的切削加工有限元仿真分析

采用有限元软件Deform仿真整个车削加工过程,分析在加工过程中的重要参数因素,进而为实际的车削制定合适的加工参数。模拟结果表明,正常切削时,刀具上的载荷在某一个平衡值附近来回波动,而切削热主要集中在切屑中,及时去除切屑,可以大幅度地降低工件的温度。     

铝合金A6061在金刚石和硬质合金两种刀具下的高速切削研究

铝合金A6061被广泛应用于航天、汽车和模具等领域中,在实际高速加工过程中,却是属于难切削加工材料。硬质合金刀具和金刚石刀具由于都具有高强度、低韧性、较好导热和抗热膨胀等特性,因而,这两种刀具被作为铝合金A6061的高速切削加工的主要刀具。通过ABQUS软件,模拟铝合金A6061分别被金刚石刀具和硬质合金刀具高速切削的加工过程,一方面分析在两种刀具切削下,模拟出铝合金A6061在切削过程切削力和温度变化情况,另一方面通过仿真结果验证金刚石刀具更适合于铝合金A6061的高速切削加工。然后,通过设计实际的车削试验,验证仿真所得到的相应结果和结论。最终为加工企业加工铝合金A6061时,在切削参数和刀具选择这两方面作出一定意义的指导。     

航空机匣工件车削加工变形预测及切削参数优化研究

以航空机匣工件某车削工序为对象,结合切削过程力学仿真及有限元分析方法,实现了其车削加工过程中加工变形量的预测。然后,以背吃刀量为设计变量,以加工效率为目标函数、以加工变形量为约束条件进行了车削加工切削参数优化研究,采用整数规划优化方法,通过改变走刀次数及合理分配每次走刀的背吃刀量,减少了加工变形量、提高了切削效率,实现了航空机匣工件的高效切削。     

304不锈钢超声辅助切削研究

通过霍普金森杆试验确定304不锈钢的本构模型,在ANSYS软件中建立工件和刀具模型,设置切削加工参数和超声参数,进行超声辅助车削仿真试验得到相应切削力,并与理论模型进行比对,确定仿真试验的正确性。分析仿真数据,利用单因素分析法研究超声辅助切削过程中超声振幅、切削速度、切削深度和进给量对切削力的影响。结果表明:在相同切削参数下,相比于传统车削,超声辅助切削304不锈钢可有效降低切削力;随着超声振幅的增大,切削力先变小后变大;超声振幅A=23μm时,切削力最小。在给定的车削加工参数范围内、保证加工效率和工件质量的前提下,超声辅助车削304不锈钢最优车削加工参数为:超声振幅A=23μm,切削速度v_c=21m/min,切削深度a_p=0.1mm,进给量f=0.08mm/r。     

基于Matlab的薄壁零件铣削过程仿真

薄壁结构零件在加工过程中,极易发生变形和切削振动,这对提高加工质量和加工效率十分不利;利用MIKRON UCP800 DURO高速加工中心和相关仪器,针对2A12铝合金薄壁结构零件进行铣削实验,测得特定刀具和工件系统的动态铣削力系数;编制Matlab仿真程序,将仿真的力和试验测量的力进行比较,为进一步研究薄壁零件加工规律奠定了必要的基础。     

基于J-C本构模型的7050铝合金二维切削仿真

采用准确的材料本构模型是建立正确的有限元仿真模型的关键,为了获得面向金属切削加工过程有限元仿真中的J-C本构模型参数,以7050-T7451铝合金为例,对比分析了文献中典型的十二组J-C本构模型参数,利用通用有限元仿真软件ABAQUS进行二维直角切削仿真,并将仿真结果和实验值进行了比较分析,以切削力和切屑厚度为衡量标准推选出了一组最优的7050铝合金J-C本构模型参数,为7050铝合金切削研究中材料本构模型参数的选择提供参考。     

基于RBF的AR模型在数控振动仿真中的应用

为了更加有效地提高生产效率,数控加工仿真系统在进行几何仿真的同时,还要对加工系统的动态性能进行分析。提出了一个对数控加工过程中振动信号仿真的新方法,可以实现加工状态下的车削振动信号的仿真。该方法应用RBF神经网络预测AR模型的参数,从而建立不同切削条件下的振动仿真模型。实验表明,仿真信号和测量信号可以很好的吻合。     

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。     

基于ABAQUS的微细正交车铣加工切削力有限元模型及实验研究

基于微细正交车铣加工的切削力进行有限元建模,针对微细加工建立了材料本构模型,引入应变梯度理论,使模拟过程中的切削力更真实地反映实际加工过程;通过建立车削轴工件和铣削轴刀具均旋转的三维正交车铣模型增加了模型的真实性,利用ABAQUS有限元分析软件对微细车铣加工中的切削力进行建模,并设计了测试系统,验证了模型的有效性。对比分析理论模型和实验测试,结果表明,所建立的切削力仿真模型与实验结果基本吻合,可以利用此模型预测切削力、优化切削参数以及进行进一步的研究。     

切削加工过程中自动测量尺寸的光电式量仪

莫斯科机床工具学院制造了一种光电装置,它可用于在金属切削机床的加工过程中对工件尺寸进行非接触测量。这种仪器消除了许多光一电仪器所具有的一些缺点。该仪器能够在精加工和中间工序(例如车削工序)中测量工件的尺寸。在切削加工时,采     

基于切削力实时测量的弱刚性件加工变形控制

针对整体多框弱刚性件切削易变形之问题,提出了基于切削力实时测量的进给速度实时调整方法。根据铣削变形仿真数据建立了加工过程中进给速度、切削力与工件最大变形之间的非线性数值模型,并通过非线性求根算法求解最大变形和切削力约束下的进给速度最优解,并在开放式数控系统中开发了相应的控制模块。利用所开发的无线轴式测力装置和控制模块开展了铝合金薄壁框切削变形控制实验,结果说明数值模型预测精度在90%以上,实施进给速度优化功能优化后,切削力和工件最大变形分别降低23%和12.3%左右。实验结果表明,经过切削力实时约束和弱刚性件加工进给速度自适应调整,可将薄壁框件侧壁变形控制在规定范围内。     

外圆车削过程中稳定状态的探讨

通过对外圆车削过程中工件的受力分析,建立起外圆切削过程中刀具的稳定状态方程,并对稳定状态方程进行分析。从而得出外圆切削过程中保持刀具稳定状态的实际措施,为切削加工过程的稳定设计、技术改造和使用提供一定理论依据。