超声振动车削参数对切削力的影响

为了探究超声振动车削(UVT)过程中刀具振动频率、振幅和切削速度3个参数对切削力的影响,课题组通过建立有限元模型,对高强度铝合金超声振动车削和普通车削(CT)过程进行了对比研究。首先,研究了切削区域的Mises应力分布的变化;其次,对切削区域温度和微观切屑形态进行了分析,从微观层面揭示UVT方法降低切削力和切削温度的机理;最后,分别研究了刀具振动频率、振幅和切削速度对UVT平均切削力的影响。研究表明:超声振动车削的有限元仿真结果与"刀具-工件接触比理论"一致;在一定的范围内,增大刀具振动频率或振幅以及降低切削速度的方法可以有效降低切削力。文中的研究显示合理的选择超声振动车削工艺参数可以降低切削力,改善高强度铝合金的制造工艺。     

超声椭圆振动切削航空铝合金的数值研究

为了研究7075航空铝合金在超声椭圆振动切削(Ultrasonic Elliptical Vibration Cutting,UEVC)下切削速度、背吃刀量、振幅和频率对切削力和切削温度的影响。课题组运用ABAQUS有限元软件建立了仿真模型,对比分析了不同切削方式对航空铝合金力学性能的影响。仿真结果表明:在UEVC过程中,随着切削速度和切深的增加,切削力逐渐增加,切削温度逐渐升高;随着X方向的振幅和振动频率的增加,切削力和切削温度逐渐降低;背吃刀量对切削力的影响最为明显。与常规切削(Conventional Cutting,CC)相比,UEVC能够明显降低切削力和切削温度,是一种改善航空铝合金切削性能的有效加工方式。     

基于ABAQUS的带状切屑有限元仿真研究

稳态金属切削过程中,若形成可断带状切屑,可以得到较好的表面质量。为研究带状切屑的形成过程,采用Johnson-Cook材料模型,利用任意拉格朗日欧拉网格算法(ALE)实现切屑分离,建立二维正交自由切削模型。有限元仿真获得带状切屑形成时的切削力、切削应力及能耗变化趋势,并对相关数据进行处理。通过分析不同刀-屑摩擦因数对切削过程影响规律,切削力变化趋势预测,切削各阶段对应力场影响的判断,切削过程中总能量变化情况等,初步揭示第一变形区弹性变形规律。研究为进一步揭示带状切屑的形成机理奠定基础,对金属切削实践具有一定的指导意义。     

SiCp/Al复合材料的车削仿真研究

为了分析SiCp/Al复合材料的切削力形成机理,同时考虑SiCp/Al复合材料加工性能以及成本问题,课题组建立了SiCp/Al复合材料的工件和切削刀具二维有限元仿真模型.利用ABAQUS有限元分析软件动态模拟SiCp/Al复合材料的车削过程,通过改变切削速度和刀尖圆弧半径2个切削参数,得到了SiCp/Al复合材料切削力...     

切削参数对人造板切削力影响的研究

通过对中密度纤维板和刨花板的闭式切削实验,研究了不同锯齿前角、切削厚度、切削速度等参数对切削力的影响规律。结果表明:主切削力和法向力皆随前角的增大而呈减小趋势;通常情况下,相同锯齿前角切削时,刨花板的主切削力和法向力皆比中纤板大。切削厚度对切削力的影响显著,主切削力和法向力均随切削厚度增加而增加。切削速度对切削力的影响相对较小,随着切削速度的增加,主切削力和法向力均略有减小。     

基于ABAQUS的高速切削锯齿形切屑仿真

为了更好地研究在高速金属切削过程中出现的锯齿形切屑的形成机理,以ABAQUS/Explicit软件为平台,利用有限元方法对AISI1045的高速切削过程进行了建模与仿真,建立了分离线模型,利用拉格朗日网格划分方法对模型进行了网格划分,实现了仿真功能,获得了在锯齿形切屑形成的过程中,应力、温度、切削力和总能量随时间变化情况的数据。在此基础上,以绝热剪切理论为基础分析了锯齿形切屑的形成机理。研究表明,在应力和温度图中,有明显的绝热剪切带,说明了用绝热剪切理论分析高速切削塑性材料的可行性;锯齿形上升的总能量图说明了加工过程是一个有规律的振动的过程;切削力的波动图说明了切削振动的频率过大。     

木材振动切削初探

木材振动切削是脉冲切削.在切削的过程中,刀具周期性地离开和接触木材,其运动速度的大小和方向在不断地变化.刀具速度的变化和加速度变化,使木材切削为一断续过程.刀具振动切削具有许多优点,如;平均切削力小,切削温度低,刀具磨损小,刀具耐用度大.     

基于Matlab的细长轴车削振动因素研究

颤振是影响金属切削加工工件表面质量的主要因素,尤其车削细长轴工件时更容易发生切削颤振。文章基于横向振动理论建立了细长轴车削过程的振动模型,并从力学及数值分析角度求解了切削力引起的工件振动响应;在Matlab软件中通过仿真研究了切削用量和工件长径比的变化对工件振动响应的影响。设计了以背吃刀量、进给速度、主轴转速及工件长径比为变量的四因素三水平正交车削实验,分析4个因素对工件切削力的影响。实验表明长径比、背吃刀量、进给速度和转速对切削力的影响程度依次降低,实验结论验证了仿真结果的正确性,揭示了细长轴车削过程的动态特性。     

硬质合金刀具切削钛合金切削参数的优化

切削用量对已加工表面粗糙度、表面硬度、刀具磨损度都有很大影响,切削用量选择是否恰当在企业实际生产中有着非常重要的作用。通过硬质合金刀具干切削Ti6A14V钛合金,采用单因素试验法,分析切削用量对切削力的影响。试验结果表明:在切削三要素中,切削深度和进给量对切削力的影响较大,切削速度对切削力的影响较小,由此优选出合理的切削用量。     

一种滚刀式切丝机切削力及切削功率的计算方法

在滚刀式切丝机主切削电机选型设计中采用经验法和类比法存在局限性的情况下,从滚刀式切丝机切削原理入手,通过受力分析并结合切丝机的实际工况,建立了一种滚刀式切丝机切削力及切削功率计算的理论模型:根据切丝机的工况条件,选取适宜的工况系数,计算主切削力、切削功率、刀辊切削力矩,根据传动比i计算切削电机的实际输出扭矩,再根据传动...     

用于振动切削加工的机械振动激励器

在切削木材以及其代用品(塑料和其它结构材料)时,利用工具具有确定频率和振幅的振动运动时,可以提高设备的生产率、切削工具的耐久性,和改善零件加工表面的质量。切削工具的振动运动,尤其是扭转振动、切向或轴向振动,可以借助于机械的、电气的、气压的和液压的振动激励器来建立。为了实施振动切削过程,戈麦尔综合技术学院的研究人员拟订了机械振动器的结构方案,其中的一个刊于图1中。振动器由壳体6,在其轴7上装有振动激励器摇摆板8,摇摆板具有锥形头11;以及电机9组成的。振幅调控机是     

切削参数对车削交叉滚子轴承切屑形态的影响

采用硬质合金刀片对交叉滚子轴承进行单因素切削实验,收集切削过程中产生的切屑与数据,利用显微镜观察切屑形貌,研究切削参数对切屑形态的影响。结果表明：切削速度越大,进给量和背吃刀量越小时,切屑变形系数越小,越容易形成带状切屑;进给量对于切屑断裂的影响最大,背吃刀量次之,切削速度影响最小;在进行粗加工时,应选择较大的进给量与背吃刀量,以保证良好的断屑性能。     

基于有限元分析的椭圆振动切削换能器

经过解析以往的纵向震动换能设备的构造,策划出新式的能够在构造不匀称的条件下,单方面带动椭圆形成震动的模式,采取简单的问题代替复杂的问题对换能设备开展有效的静力以及动力学解析,对换能设备的大小开展改良策划,能够推动换能设备震动形式以及谐振速度达到完善的境界,从这个根本上开发出单向带动超声椭圆震动切屑设备,同时使用PCD刀具开展超声椭圆震动切削实验,能够获取品质较好的制造,证明了采取简单的问题代替复杂问题可行性,对换能设备的策划以及策划系数改善与震动方法解析方面进行了可行性的引导,并且也证明了椭圆震动切削可以在很大程度上提升制造品质。     

基于ABAQUS的金属切削有限元仿真

因为金属材料的切削运动是一种非线性的动态过程,所以用传统的分析方法很难对切削机理作出定量的分析,得出准确的结论。本文基于弹塑性的有限元理论建立易切削钢二维有限元模型,使用限元仿真软件ABAQUS,对易切削钢在切削过程中弹塑性变化模型进行仿真分析,并且在不同的切削深度下,对工件切削变形区的切削力以及等效塑性应变进行解析。通过对工件切削变形区的切削力变化云图和等效塑性应变云图分析得出结论：随着切削深度的增加,切削力也逐渐变大,断裂应变也随之逐渐增大。     

蜂窝纸板振动传递特性关系的研究

为快速获取蜂窝纸板振动传递特性曲线的峰值数据,开展振动仿真实验;研究蜂窝纸板孔径、砝码与蜂窝纸板的接触面积、纸板厚度、砝码质量4个变量与振动传递率及其对应频率的关系;通过多项式拟合得到变量-频率和变量-振动传递率2个关系式,并评估所得关系式的预测准确性。结果表明,用于表示关系式拟合精度的R2分别为0.997和0.991,表示其预测精度的R2分别为0.996和0.969;R2均接近1,说明所得关系式的拟合、预测准确度均较高。对11种优化算法的拟合结果进行对比,发现麦夸特法+通用全局优化法的拟合精度最高。本课题所提出的方法可在一定环境条件下、设定的参数范围内进行振动传递率-频率曲线关键数据的有效预测,可以降低实操中的实验工作量。     

低速切削木材的声辐射分析

成功的木材机械加工自动机需要精确和连续的了解加工状况(例如,刀具磨损的程度和速度及加工表面的光洁度).通常通过测量切削力,刀具振动和功率消耗来监测加工过程.通过研究,着手确定木材加工的声辐射信号源,及用监测器测定加工过程中声辐射信号源的强弱程度.发现剪切区域的塑性变形,木片(切屑)在刀具前面上的滑动,工件表面在刀具后面上的摩擦和木片的断裂可能是声辅射源.在低速切削白枞木时,试验了各种切削参数(前角,后角,接触长度,试件温度,压尺压榨率)对声辐射源的影响,测定出刀具尖端剪切区域塑性变形的变化是声辐源变化的主要原因.声辐射单个的尖顶脉冲变化率与切削力之间没有相应的统计学关系,但趋向是对实测的切削条件敏感,而对声辐射信号的均方根不敏感.     

基于AdvantEdge的表面微织构刀具切削性能仿真研究

表面微织构的刀具与无微织构刀具的切削性能不同,为了研究前刀面带有沟槽微织构的硬质合金刀具的切削性能,通过三维绘图软件绘制织构刀具的二维简化图导入Advant Edge中,利用有限元软件Advant Edge构建切削过程的二维仿真模型,在相同条件下,运用单一变量法对微织构和无微织构刀具进行二维切削仿真,通过对比发现织构刀具在应力、切屑形态方面都有积极的改善作用,刀具表面微织构能够降低切削力、切削温度。     

包装容器内粉体的振动密实过程分析与数值模拟

研究振动对粉体包装容器内粉体密实的影响。基于离散单元的理论知识,对粉体在不同振幅和频率下的振动密实过程进行仿真。对不同振幅和频率影响下,颗粒X方向上的速度进行分析。在其他条件一定的情况下,随着振幅和频率的增加,颗粒X方向上的速度波动变大,且振幅对颗粒速度波动的影响不显著。这说明基于离散元法的数值模拟可使粉体的振动密实过程清晰可见,振动参数的分析对粉体包装工艺的改进提供了有意义的依据。     

圆锯片振动、动态稳定性及其控制技术的研究--圆锯片的振动分析和动态稳定性

圆锯片的振动主要是指锯片回转工作时，锯片在其平衡位置附近发生的往复横向运动，由于外部激振力的存在，锯片的振动是不可避免的，但不一定会失去稳定性，当激振力的频率与锯片固有阶频率相等时，锯片会发生共振，目前已经证实的圆锯片不稳定性机制有两种：一种是静态弯曲失稳；另一种是临界转速失稳，锯片在临界转速失稳状态下，即使一个频率为零，非常小的横向力也会引起锯片大幅值的谐波形横向摆动，并带来一系列严重后果，不稳定性理论是关于圆锯片振动研究最重要的领域之一，锯片的应力状况，包括制造过程留下的残余应力，适张应力，回转应力和热应力的大小和分布都会影响锯片的动态稳定性，锯片的结构，包括锯片上的槽，孔参数，特别是锯片的厚度和夹盘直径对锯片刚度，固有频率和临界转速的影响非常明显，在切削加工参数中，切削力和进给速度对锯片动态稳定性的影响也比较大。     

基于通电加热辅助车削的切削振动实验验证

随着国防军工、航空航天、汽车船舶等领域的迅猛发展,许多高性能(高强度、高塑性、高韧性等)材料(如高锰钢、合金工具钢、不锈钢等)也得到了广泛应用.与高性能相对应的是其差的切削加工性,高振动、高切削热、粘刀、积削瘤等切削不良现象在生产过程中屡见不鲜.文章采用了通电加热辅助车削的复合加工方式,以切削过程中的振动信号为评价标的,实验表明:比较通电加热辅助车削和干式硬车削,经过不同切削参数对比,确定材料切削性能得到极大改善,切削振动普遍降低了 200%～400%,验证了方法的可行性和先进性.