GH4169高温合金薄壁钻削加工钻削力的仿真研究

GH4169高温合金薄壁钻孔与常规的高温合金厚壁钻孔相比有其特殊性,应用有限元分析软件对硬质合金钻头钻削镍基高温合金平板薄壁件的动态过程进行建模,总结钻削过程中钻削力的变化特点以及进给量和钻削速度对钻削力的影响。研究结果表明:当钻尖高度大于薄壁件厚度时,根据钻头与薄壁件的相对位置,可将钻削过程分为三个阶段,在不同阶段钻削力变化特点不同;轴向力和扭矩随着钻削速度的增加而增加,但轴向力增加幅度不大;轴向力和扭矩均随着进给量的增大而明显增大;进给量对钻削力和扭矩的影响较钻削速度明显。     

钻削GH4169高温合金薄壁件钻削力仿真研究

GH4169高温合金的薄壁钻孔与厚壁钻孔相比有特殊性,运用ABAQUS软件进行钻削GH4169高温合金薄壁件的仿真,研究钻削加工过程中钻削参数和工件厚度对钻削力的影响规律及变化特征,分析应力的分布规律。结果表明:钻削初期,横刃的挤压和主切削刃切削长度的增加使钻削力和扭矩增大;稳定钻削阶段,横刃切出后,主切削刃切削长度不变切削直径增加,钻削力和扭矩稳定增加;钻削后期,副切削刃参与切削,主切削刃切削长度减小,轴向钻削力和扭矩减小,但副刃与孔壁的挤压摩擦,曲线波动较大;钻削速度、进给量及工件厚度的增加都会导致轴向钻削力和扭矩的增加;钻削时的最大应力分布在横刃和主切削刃与工件的接触部位。     

SiCp/Al复合材料薄壁件车削加工变形的仿真研究

通过建立Si Cp/Al复合材料薄壁件的三维有限元模型,运用ABAQUS有限元软件对其车削加工过程进行模拟分析,研究了切削速度、进给量和背吃刀量等切削参数对薄壁件加工变形的影响规律。结果表明,在工件端部对Si Cp/Al复合材料薄壁件进行切削时,最大径向变形和最大挠曲变形都发生在切削区域,并随着背吃刀量的增加而增大,随着进给量的增大而增大,随着切削速度的提高呈增大趋势。其中背吃刀量对Si Cp/Al复合材料薄壁件变形的影响最显著,切削速度影响较小。     

SiC_p/Al复合材料薄壁圆弧板钻削加工的有限元仿真分析

SiC_p/Al复合材料薄壁钻孔与厚壁钻孔相比有特殊性,本文应用ABAQUS软件对SiC_p/Al复合材料薄壁圆弧板钻削过程进行有限元仿真,研究钻削过程中切削力的变化特征及切削用量对钻削力的影响。研究结果表明:在钻削壁厚小于钻尖高度的薄壁圆弧板时,根据钻尖相对薄壁孔的位置,钻削过程可分为三个过程,在不同阶段钻削力变化特点不同;随钻削速度的增加轴向力略有增加而扭矩有所下降,但是变化幅度均不大;轴向力和扭矩均随进给量的增大而增大。     

碳化硅铝基(SiCp/Al)复合材料薄壁件铣削变形仿真研究

为了研究碳化硅铝基(SiCp/Al)复合材料薄壁件铣削变形规律,通过对薄壁件和铣刀进行三维建模以及网格划分,利用ABAQUS/Explicit中的热-力耦合分析模块进行铣削模拟。通过改变毎齿进给量f z和切宽a e来观测薄壁件变形的规律,并对仿真的结果进行分析。结果表明:工件整体变形呈U形,变形最小位置出现在工件长度方向中点附近,最大位置在工件两端。薄壁件变形随着毎齿进给量f z和切宽a e的增大而变形加剧。本文研究可为进一步研究碳化硅铝基(SiCp/Al)复合材料薄壁件铣削变形提供理论依据。     

硬车削300M钢表面的残余主应力

针对工件已加工表面周向和轴向残余应力不能体现表面残余应力极值大小和方向的问题,对淬硬后的300M钢进行车削试验,然后采用X射线衍射仪测得工件表面周向、轴向和45°方向的残余应力,并基于平面应力状态分析求出了残余主应力的大小和最大残余应力的方向,研究了车削参数对残余主应力的影响规律。结果表明:残余主应力随车削速度的增加而增大,随背吃刀量的增加而减小,随进给量的增加呈"锯齿形"变化;最大残余应力的方向角随车削速度增加变化不大,随进给量增大先减小后保持稳定,随背吃刀量增加而减小。     

金刚石涂层钻头钻削SiCp/Al复合材料的仿真有限元分析

利用DEFORM - 3D有限元软件对金刚石涂层钻头钻削SiCp/Al复合材料的过程进行了动态仿真,分析了钻削速度、进给量对加工过程中刀具的轴向力、扭矩以及工件温度的影响.结果表明:随着进给量的增加,钻削过程中钻头的轴向力、扭矩和工件的温度都有所增加;随着钻削速度的增加,钻削过程中钻头的轴向力和扭矩的变化不大,但工件的...     

薄壁圆筒件钻削变形分析与控制方法研究

薄壁圆筒件刚性差,钻削加工中易产生加工变形,导致孔的垂直度难以保证。利用"单元生死"技术对薄壁圆筒件法兰孔的依序钻削加工过程进行有限元仿真分析,得到钻孔处轴向变形量,由之推导计算孔垂直度误差;将该结果与实测值进行对比,验证仿真模型的合理性和正确性。为减小轴向变形,设计一种适用于零件法兰盘钻削加工的自适应调高支撑夹具,就夹具3种不同支撑布局方案进行钻削数值模拟分析,比较各方案中法兰孔的最大垂直度误差,优选出最佳方案。研究结果表明,提出的控制方法可有效改善薄壁圆筒件的钻削变形,使孔的垂直度达到工艺设计要求。     

薄壁环预应力外圆车削加工参数优化

采用单一因素分析方法对薄壁环类工件进行切削实验,分析切削速度、进给量和夹紧力大小对残余应力分布的影响规律,并建立残余应力分布关键特征值的多元二次回归模型。结合工件解析变形量,建立以切削速度、进给量和夹紧力为优化变量,以影响工件质量的残余应力分布和影响成品率的变形量为目标的加工工艺参数优化模型,利用MATLAB基于遗传算法多目标优化函数实现优化模型求解,得到满足多目标平衡的最优解集,为实际生产加工提供多目标条件下最优加工参数。研究结果表明:表面残余应力受切削参数影响更为显著,最大残余压应力则主要受装夹预应力影响。较优加工参数为:预紧扭矩值为160 N·m、进给量为0. 05 mm/r、切削速度为83 m/min。     

钻削碳纤维复合材料切削温度的仿真研究

为研究切削参数对钻削碳纤维增强复合材料的切削温度影响规律，基于ABAQUS有限元分析软件建立了T300碳纤维复合材料的钻削仿真模型，对钻削加工中切削温度的分布和特点进行了研究。基于正交试验法在不同切削参数下进行钻削仿真试验得到其切削温度，采用单因素试验法进行钻削加工仿真，得到钻削碳纤维增强复合材料时不同切削参数对钻孔切削温度的影响规律。结果表明：钻头切削刃刀尖处的温度远高于钻头边缘处的温度，钻头后刀面的切削温度高于钻头前刀面的切削温度。对切削温度影响最大的钻削参数为钻头直径，切削速度和进给量的影响次之；切削用量组合为钻头直径4mm、切削速度40m/min和进给量0.08mm/r时，切削温度最低；切削温度与钻头直径和切削速度呈正相关，切削温度与进给量呈负相关。     

GH4169高速车削参数对加工表面完整性影响研究

使用PVD-TiAlN涂层硬质合金刀片进行高温合金GH4169的高速车削正交试验,建立了表面完整性特征中表面粗糙度、表面残余应力、显微硬度的经验公式,分析了车削参数对表面完整性各特征量的影响规律,并观测了高速车削加工的表面形貌。结果表明:表面粗糙度随车削速度的增加而减小,随进给量和切削深度的增加而增大,进给量是影响表面粗糙度的最主要因素;随着进给量的增加,表面形貌变差;轴向残余应力表现为压应力,切向残余应力表现为拉应力,减小进给量,降低车削速度可减小车削加工的残余应力,轴向残余应力对进给量最敏感,切向残余应力对切削深度最敏感;显微硬度随车削速度的增大而增加,车削速度是影响显微硬度的主要因素。     

汽轮机叶片薄壁曲面加工变形分析及切削参数选择

汽轮机叶片是汽轮机的核心零部件,而薄壁曲面叶片的受力变形一直是加工难题。建立了叶片加工的刀具铣削力模型,采用ANSYS Workbench有限元软件将铣削力施加在数控程序所对应的工件各接触点处,对汽轮机薄壁叶片的加工变形进行分析研究并得到变形量最大的点。通过研究该点处切削宽度、切削速度、进给量和切削深度对叶片变形的影响规律,确定了实际加工薄壁叶片的切削参数,并通过仿真和实际加工验证了其可行性。     

工件尺寸对高速车铣SiCp/Al复合材料薄壁件切削力的影响研究

使用ABAQUS有限元软件对Si Cp/Al复合材料薄壁件的高速车铣加工进行仿真研究,分析工件几何尺寸即工件直径、壁厚和工件的夹持悬伸量对车铣切削力的影响规律。仿真得出:工件直径对切削力的影响最为明显,随工件直径增加的开始阶段车铣切削力的变化幅度较小,但之后再随尺寸增加切削力明显上升;工件壁厚和工件夹持悬伸量对车铣切削力的影响次之,工件壁厚增加,切削力开始上升,之后变化幅度减小;而随悬伸量的增加切削力有先增后减的趋势。从对三向力的影响来看,工件尺寸和悬伸量变化对Fx'方向力影响最大,对Fy'和Fz'影响很小或几乎没影响。薄壁回转体的尺寸参数和悬伸量直接影响工件的刚度,在切削加工中对切削力的影响比较大,因此该仿真研究对薄壁件车铣加工实践具有重要的指导意义。     

C/C-SiC复合材料钻削加工工艺研究

通过采用钎焊金刚石钻头对C/C-SiC复合材料进行钻削试验,借助测力仪、超景深显微镜等手段,研究钻削参数对钻削过程中钻削力及孔出入口质量的影响规律。试验结果表明,在钻削C/C-SiC复合材料时,钻削力随着进给量的增加而增大,随着转速的增加而减小,且进给量对钻削力的影响大于主轴转速的影响。     

钛合金薄壁件超声振动辅助铣削工艺研究

在钛合金薄壁件的铣削加工过程中,存在薄壁件变形大、加工精度低等问题,为此,提出了一种基于超声振动的辅助铣削加工工艺方法。首先,分析了钛合金材料的切削变形机理,得到了影响工件变形的关键因素,为后续参数指标分析提供参考;然后,利用ABAQUS有限元仿真软件,对钛合金薄壁件的形变和受力情况进行了分析,讨论了超声振动的作用机理及其对切削力的影响;最后,在超声辅助条件下,通过单因素试验,研究了不同工艺参数对薄壁件铣削形变量的影响规律。研究结果表明：超声振动辅助加工可有效解决薄壁件铣削变形问题,大幅提高其加工精度;随着主轴转速和超声功率的增加,薄壁件的变形量呈逐渐降低的趋势;而随着进给速度的增加,薄壁变形量呈逐渐增加的趋势。该试验结果与仿真结果基本一致,与理论值的平均误差在5%以内,由此可见,该结论可为钛合金薄壁件铣削加工中参数的选择和优化提供参考。     

奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti的钻削试验研究

奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti属较难加工材料,特别是较小孔钻削。为了得到钻头直径与钻削参数对钻削力和钻削温度的影响规律,故用高速钢标准钻头对1Cr18Ni9Ti与45钢进行了钻削对比试验,并用多元线性回归模型建立了钻削力和钻削温度的经验公式。结果表明:1Cr18Ni9Ti的扭矩和轴向力比45钢大,钻削参数对钻削力影响规律与45钢相同,即钻头直径对钻削力的影响最大,进给量次之,钻削速度最小;1Cr18Ni9Ti的钻削温度比45钢约高1.4倍,钻削速度对钻削温度影响最大,进给量次之,钻头直径最小。     

薄壁件多点柔性加工变形的有限元分析

针对开发薄壁件多点柔性工装系统的需求.研究了薄壁件多点柔性数控加工中的变形问题.通过建立工件加工的有限元模型,利用ANSYS对变形进行静态非线性分析.得到了不同受力、不同间距情况下最大变形量随工件厚度变化的规律,以及不同受力、不同工件厚度情况下最大变形量随支撑间距变化的规律,同时还得到了不同厚度、不同间距情况下最大变形量随切削力变化的规律.分析结果表明:工件厚度变化时,最大变形量近似呈指数规律变化;支撑距离和切削力变化时.最大变形量近似呈线性规律变化.研究结果为更有效解决柔性工装的优化设计和控制问题提供了必要依据.     

SiCp/Al复合材料薄壁件高速正交车铣切削力的仿真研究

把正交车铣方法应用到复合材料薄壁件的加工中,使用ABAQUS有限元仿真软件,建立了Si Cp/Al复合材料车铣薄壁件的仿真模型,通过高速正交车铣仿真实验研究了切削速度、工件转速、进给量和切削深度对切削力的影响规律。仿真实验得出切削深度对切削力影响最大,随切削深度的增加车铣切削力明显增大,因此该因素的参数选择在切削加工中应着重考虑;而其它三个因素对切削力的影响次之且影响程度相当,切削力变化趋势一致,都是随各因素参数增加而略有增大。     

错齿BTA深孔钻削切屑变形及刀屑接触长度分布规律研究

断排屑问题一直是错齿BTA内排屑深孔钻削的难点,通过建立切屑流经断屑台的几何变形模型分析了刀屑接触长度对错齿BTA钻削切屑的变形断裂的影响,采用有限元分析软件DEFORM-3D建立了错齿BTA钻头钻削仿真模型,对各刀齿切屑的形成及变形规律进行了分析,研究了刀屑接触长度随刀齿钻削半径分布规律及其随钻削条件的变化规律,并利用实验对仿真结果进行了验证分析。结果表明,仿真结果可信,刀齿钻削半径对切屑的变形及刀屑接触长度影响很大,刀屑接触长度随钻削进给量增大而增大,随转速增大而减小,随工件材料强度增大而增大。     

考虑热力耦合作用的钻削钛合金材料有限元仿真研究

针对钛合金板钻削过程中考虑热力耦合和不考虑热力耦合的情况,分别建立三维钻削模型并进行有限元仿真分析.采用单因素法分析每转进给量和钻削速度对三维钻削模型和扭矩的影响.结果表明,采用大钻削速度和小进给量能减小钛合金钻削时产生的轴向力.考虑热力耦合模型的轴向力和扭矩大于不考虑热力耦合模型的轴向力和扭矩,但在相同钻孔参数下曲线...