水泥混凝土切削过程仿真

根据混凝土率相关连续损伤本构理论,建立了铣刨机铣削水泥混凝土的有限元模型,对不同切削深度下的水泥混凝土的切削温度、应力、应变分布情况以及切削总热能进行了有效的仿真。随着切削深度的增大,水泥混凝土路面Mises等效应力变化很小,维持在940MPa附近,但距离刀尖越近的地方应力越集中;水泥混凝土的应变随切削深度的变化较小,在1.1附近波动,故铣刨机铣削水泥混凝土也可以从剪切应变失效这方面进行研究;切削温度随着切削深度的增大而不断升高,且前角的温度要高出后角温度。     

面向单元切削过程的切削参数优化模型

针对目前采用加权方法构造切削参数优化模型时权重的不确定性问题和同一工件不同工序和走刀的切削参数耦合问题,基于统计学原理提出一种面向单元切削过程的切削参数优化模型以实现多切削参数组优化问题的解耦.提出并利用体积价值系数、面积价值系数、体积切除率和面积切除率建立以单位时间利润率或单位时间利润为目标函数的优化模型,以解决加工质量、加工难度、加工效率、加工成本和加工利润之间的权重确定难题,开发基于单元切削过程的切削参数优化软件,以300M钢为对象进行切削参数优化:在生产任务饱满时,采用优化的切削参数比采用经验切削参数可以提高单位时间利润率1.55倍,在生产任务不饱满时,采用优化的切削参数比采用经验切削参数可以提高利润40%.计算结果表明,所提出的切削参数优化模型显著降低了切削参数优化问题的难度,具有良好的可用性.     

数控铣切削的误差建模

着重于对加工过程中一些可能影响精度的因素进行了分析,构建了一个加工过程中非控制造成的误差分析模型,然后对模型的精确度进行了分析,确定模型的适用场合,为加工精度的提高,提供一个较好的参考。     

中碳钢车削过程中切削用量对热电效应的影响

在金属切削过程中,刀具与工件材料间会产生热电效应。本文采用YT15硬质合金刀具开展中碳钢的切削试验,旨在分析加工过程中各切削参数对热电参数的影响,以及刀具加工时间、磨损状况和热电参数值间的关系。据此,可根据热电参数值的变化规律来预测刀具磨损,以便在加工过程中适时换刀,提高工件加工质量。     

基于人工神经网络的磨料水射流切割加工模型

作为一种冷态加工新工艺 ,磨料水射流 (AWJ)以其独特的优点得到广泛应用 ,但由于高速液固两相流本身的特性 ,AWJ切割加工是一个受多参数影响的复杂随机过程 ,很难建立一个适当的机理模型。基于人工神经网络理论 ,本文建立了切割厚度与主要工艺参数间的AWJ切割加工预测模型 ,模型预测结果与实验值及Zeng的经验模型进行了比较 ,该网络模型能可靠、准确地映射出AWJ的加工规律 ,可应用于AWJ切割加工过程的参数优化选择、加工规律计算机仿真及智能化控制中。     

滚切刀具的切削过程

阐明了滚切刀具切削速度的不同定义、内在联系及作用,论述了切屑变形中各种现象和理论,分析了刀具磨损机理。     

高速干切滚齿工艺系统切削热全过程传递模型

高速干切滚齿工艺消除了切削油/液的使用,是一种绿色高效的齿轮制造工艺。切削热伴随着高速干切滚齿工艺全过程且区别于传统湿式滚切工艺,是造成干切滚刀磨损和机床热变形的重要因素,直接影响制造成本和加工精度。根据干切滚刀周期性断续传热特性,综合考虑切削热在切屑、工件、干切滚刀、冷却介质以及滚齿机床加工空间的传递规律,提出将高速干切滚齿工艺系统切削热的发生与传递全过程划分为三个阶段的研究思想,从关系模型和热传递方程两个层面建立了高速干切滚齿工艺系统切削热全过程传热模型,包括切削接触界面热传递、切削区域热传递和机床加工空间热传递三个阶段的模型,然后基于工艺仿真试验对所建模型进行了应用研究,揭示了高速干切滚齿工艺系统的切削热在工件、干切滚刀、切屑中的动态变化规律,最后通过试验验证了模型的有效性。     

数控强力车削切削用量优化的图形分析法

建立了一个使金属切除率最大为目标函数 ,刀具经济使用寿命、加工精度、机床功率和机床进给机构强度等为约束条件的数学模型。在解这个非线性规划问题时 ,提出了图形分析的优化方法 ,用该法确定数控车削加工中最佳切削用量具有准确、简捷等特点     

精密切削加工切削模型

本文从切削表面形成的机理出发,分析了精密切削过程中切削作用力的变化规律,建立了精密切削加工新的切削模型,得到了切削力与各主要参数的关系式及切削方程式,探明了精密切削加工机理。     

切削热电偶测温的热电势信号滤波研究

切削温度兼有缓变和剧变的特性,用常规的滤波技术对温度信号进行采滤波的效果差。基于增量变化的人工智能滑动加权平均滤波器把一次切削过程分为若干切削阶段,针对不同阶段的特点采取不同的滤波技术,达到滤波的同时又不破坏信号的特征。把该滤波器应用在切削温度信号的滤波,滤波结果与人工滤波结果进行比较,发现基于增量变化的人工智能滑动加权平均滤波器对温度数据滤波效果好。     

切削加工过程的可靠监测

为实现对切削加工过程的可靠监视，需要对金属切屑分离过程所产生的力进行精确测量和分析，从而实时识别出切削过程中出现的缺陷，即刀具磨损或断裂，以及加工件的损伤。压电式切削监测系统设计独特、测量准确、安装简便，可为切削加工过程的可靠监测提供有效的手段。     

绿色切削加工技术

传统的切削加工大量采用浇注法降低加工区温度,切削液的大量使用给环境和操作者健康带来了很大危害,而且增加了切削液排放回收的成本,面对人类社会可持续发展的需要,实施绿色制造已势在必行.在分析了绿色切削加工技术,如干切削技术、微量润滑、液态氮冷却、气体射流冷在机械制造中的应用及其技术特征.结论是绿色切削加工技术将逐渐取代传统的浇注供液方法,是未来制造业的发展方向,具有很好的发展前景.     

数控车削刀具圆弧半径对切削过程影响的数值分析

数控车削加工中刀具的圆弧半径对切削力,切屑的断屑,切屑的形状,加工表面质量、加工变形以及已切削表面的残余应力的大小,状态,分布有着很大的影响.本文采用有限元分析方法,利用有限元增量理论,建立了二维金属切削仿真模型,分析中采用网格自适应准则,模拟了典型零件车削二维切削过程中切屑的形成,得到了加工后已加工表面的残余应力的大小,状态以及分布状况,对于工程中的实际应用具有重要的意义.     

一个考虑刀具切削刃钝圆影响的正交切削模型

对正交切削过程的力学边界提出了合理假设,用试探法建立了考虑切削刃钝圆影响的滑移线场模型及相应的速度场模型。分析表明,该模型基本满足静可容和动可容的要求。并采用这一模型对切屑卷曲现象进行预测和分析。     

平头立铣刀铣削力模型中积分限的确定方法

在铣削力预报的研究中 ,通常采用的方法是将铣刀沿其轴线方向逐层划分为很薄的微单元 ,对每一个微单元可认为是一个单刃刀具的斜角切削过程 ,通过建立微单元上的切削力模型并沿轴线方向积分来求得总的切削力 ,轴向积分限通常是通过角度换算获取 ,比较繁琐。本文对刀具的几何特征进行了描述 ,建立了求取平头立铣刀铣削力模型角度积分限的通用方法 ,该方法通过分析刀具几何特征和加工类型 ,直接获取角度积分限 ,避免了繁琐的轴向积分限的计算 ,并通过算例验证了该方法的有效性。     

切削速度对切削过程温度分布影响的研究

有限元分析是研究金属切削过程的有力手段,各种有限元商业软件的算法不同,所以各软件的使用范围和准确性有待进一步分析。本文将Deform-3D软件用于切削过程的数值模拟,通过与实验数据的比较,证明在中高速度范围内,Deform=3D的数值模拟结果是较为准确的,随着切削速度的增加,模拟结果的误差增大。随后用Deform-3D软件模拟了不同切削速度对切削区温度分布的影响,模拟结果表明,刀屑接触区及工件上的最高速度都随切削速度的增加而升高,但工件上温度升高的趋势较平缓。     

刀具几何参数对切削加工过程的影响

运用商业非线性有限元软件MARC,对金属切削加工过程进行了弹塑性热力耦合模拟,分析了不同刀具前角、切削刃钝圆半径在切削加工过程中对切削力、切削温度、工件残余应力及残余变形量的影响。     

螺旋槽丝锥切削模型建立及切削过程模拟

建立了螺旋槽丝锥模型并利用DEFORM-3D有限元软件模拟丝锥的攻丝过程,将模拟得到的切削力与试验测量的切削力进行对比,证明该丝锥模型可以用来模拟丝锥攻丝过程的受力状况。用该丝锥模型研究了切削速度对切削力的影响,结果表明:随着丝锥转速的提高,切削扭矩先减小后增大,在转速为200r/min时扭矩最小。     

基于实际切齿方法的弧齿锥齿轮三维造型

发展了格利森制弧齿锥齿轮实际切制过程的模拟方法,利用展成法的原理得到实际加工弧齿锥齿轮齿面上的点,利用曲面重建的方法由点得到三维弧齿齿面,最后建立了格利森制弧齿锥齿轮的三维实体模型。由于弧齿锥齿轮的三维实体模型,基于实际的加工方法,可以模仿弧齿锥齿轮机床加工时的调整,灵活的进行三维弧齿齿面调整,以实现弧齿锥齿轮的虚拟试切,降低成本,提高效率,同时使齿面啮合接触区更加合理。     

钻孔时钻头发热的研究

钻削时钻头体内产生的温度场对刀具耐用度影响甚大。现通过实验分析,研究了在自然对流条件下钻削时钻头体内温度场的计算方法,并确定出可靠使用钻头的切削用量范围。