高速车削镍基高温合金GH4169的切削力仿真研究

基于Deform 3D仿真软件建立了GH4169高温合金高速车削的有限元模型,采用四因素三水平正交试验方法研究了切削用量和刀具几何参数对切削力的影响规律,并建立了切削力经验公式。研究结果表明:在高速车削GH4169的过程中,对切削力影响最大的参数是切削深度,其次是进给量和前角,最后是刀尖圆弧半径;切削力随切削深度和进给量的增大而增大,随前角的增大呈现先降低又升高的趋势,而刀尖圆弧半径增大时切削力变化不大;最佳参数组合为:进给量0.2mm/r,切削深度0.4mm,前角10°,刀尖圆弧半径0.2mm。     

基于AdvantEdge FEM的车刀参数优化试验研究

在金属切削加工中,刀片对切削性能具有重要影响;为实现车削45钢的切削刀片优化,以前角、刃倾角和刀尖圆弧半径作为优化变量,利用正交试验法设计试验方案;在有限元软件AdvantE dge中建立切削模型,对切削过程中的切削力和切削温度进行模拟仿真;最后以切削仿真值作为正交试验值,对切削力和切削温度分别进行极差分析和方差分析,得到最优的刀片参数方案。     

基于神经网络的高速硬车削切削力预测研究

采用PCBN刀具进行高速硬车削AISI P20淬硬钢的切削试验,并通过方差分析研究切削速度、进给量、切削深度和刀尖圆弧半径对切削力的影响.基于获得的试验数据,应用人工神经网络方法建立高速硬车削P20淬硬钢时的切削力预测模型.试验与仿真分析显示,切削力随进给量、切削深度和刀尖圆弧半径的增加而增大,而不同切削速度下的切削力值几乎保持不变;同时,切削深度对切削力的影响最为显著,其次为进给量,再次为刀尖圆弧半径,而切削速度的影响则非常微弱.     

陶瓷零件的机械切削加工

用数据包络分析法评价陶瓷的可加工性,构造数学规划模型,求出决策单元的最优解。结合陶瓷材料的机械加工难点,探讨了陶瓷车削、磨削、钻削等机械切削加工工艺的技术要点。通过切削正交试验,得到刀具的前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角、刀尖圆弧半径及切削速度、吃刀深度、进给量的参考值,优化加工工艺参数,达到较好的加工效果。     

外圆车削过程的解析建模与实验验证

提出了一种解析方法用于研究带有刀尖圆弧过渡刃的非自由车削过程。把外圆车刀的切削刃划分成许多段小的直切削刃,每个离散刃可用斜角切削理论进行建模,它们的切削参数可通过坐标系旋转关系得到。假设每个离散切屑受侧向约束力的强制作用而流向同一方向,根据受力平衡方程,可以得到每个离散切屑上的切削力和主切削刃的流屑角。计算外圆车削的切削力是通过对所有离散切屑所受的切削力进行累加求和。最后,用不同刀尖圆弧半径的车刀对304不锈钢进行了外圆车削实验,测量的车削力与提出模型预测的结果是比较一致的。     

车刀几何参数对高温合金切削力的影响规律研究

为了降低高温合金切削过程的切削力,采用有限元仿真与切削试验相结合的方法,研究了车刀的几何参数(前角、后角和刀尖圆弧半径)对高温合金切削力的影响规律;试验发现:在几何参数的研究范围内,随着刀具前角、后角和刀尖圆弧半径的增大,刀具切削力均呈现逐渐减小的趋势;由此获得切削力最小时的车刀几何参数:前角约4°,后角约14°,刀尖圆弧半径为1. 2mm。     

车削ZL109铝合金PCD刀具参数对切削性能影响研究

利用材料试验机和SHPB装置对ZL109进行准静态和动态冲击压缩实验,确定了ZL109铝合金的本构模型参数。采用单因素试验法,模拟刀具前角、后角和刀尖圆弧半径对切削力和刀尖温度的影响。结果表明:刀尖圆弧半径对X和Y方向切削力影响最大,而前角对Z方向切削力影响最大,后角对刀尖温度的影响最大。通过正交试验法和极差分析可知,当刀具几何参数选择为前角γ0=0°,后角α0=7°,刀尖圆弧半径r=0.4mm时,PCD车刀切削ZL109铝合金时刀具的切削性能最优。     

PCD刀具几何参数对铝合金切削力的影响

研究了不同几何参数的PCD刀具车削铝合金时切削力的变化规律。分别改变刀具的前角、后角和刀尖圆弧半径三个几何参数进行单因素切削试验,通过Kistler测力仪获取三向切削力,通过所获试验数据分析了金属切削过程和PCD刀具几何参数对切削力的影响。     

刀具刀尖圆弧半径对切削过程中切削力的影响

对于切削力的建模通常采取将切削刃边界离散化的方法,然而在车削的最后阶段,由于刀具的刀尖半径圆弧较小,在正交切削试验中辨识局部切削力模型具有很大的局限性。本文采用一种新颖的试验配置来研究圆弧半径rE对切削力的影响。在切削试验中考虑了刀具半径,在圆柱外圆切削试验和端面切削试验的基础上,将试验结果与反向辨识相比较,该方法能够证实圆弧半径rE对切削力有很大的影响。     

钛合金数控切削过程的有限元分析

为探究刀具几何参数对钛合金的切屑形态和刀具磨损的影响,以TC11钛合金为研究对象,基于DEFORM-3D建立了三维切削有限元模型,并且对其进行了有限元分析。结果表明:相同的刀具前角的情况下,刀尖圆弧半径越大,切屑的卷曲程度越小;相同的刀尖圆弧半径下,刀具前角越大,切屑的卷曲程度越大。刀尖圆弧半径对切屑宽度的影响较小,但是对切屑的卷曲半径影响较大。三向切削力的幅值和刀具几何温度的分布范围与刀尖圆弧半径都呈现出正相关关系。随着刀具前脚和刀尖圆弧半径的增大,刀具的磨损深度不断增大,刀尖圆弧半径越大,增大的趋势越明显。