薄壁件铣削加工颤振控制研究

针对薄壁支架加工过程中出现的颤振现象,通过铣削加工颤振机理分析,并进行切削参数优化,解决了加工过程中的颤振问题。首先通过建立有限元模型,进行零件模态分析,获取零件动态特性;接着通过试验与仿真相结合的方式,获取机床-刀具系统的颤振稳定域;并进行稳定域内参数优化、零件动态特性与切削参数对比分析,最终获取避免加工颤振的切削参数,并进行加工验证试验,解决了加工颤振问题,提高了产品质量。结果表明通过切削参数优化可有效解决加工过程中得颤振问题。     

薄壁件铣削加工刀具几何参数优化

针对汽车检具薄壁件铣削变形问题,通过改变铣刀的几何参数建立铣削单因素和三因素四水平的正交实验。利用有限元软件AdvantEdge和ABAQUS分别对铣削加工过程和加工残余应力引起的变形进行仿真,研究不同的刀具几何参数对工件变形的影响。采用田口法分析了刀具几何参数对加工变形的综合影响程度。结果表明:刀具后角对工件加工变形影响的最为显著,螺旋角次之,前角最不显著;获得AA5083铣削的铣刀刀具几何参数组合。通过实验对优化后的刀具几何参数的正确性进行验证,证明该方法是检具薄壁件加工中刀具几何参数优化选择的一种有效的方法。     

微型薄壁件的微细铣削机理与工艺研究

文章针对微型薄壁的高精密微细铣削加工,展开加工机理与工艺的研究。通过构建微细铣削的有限元模型与微细铣削50μm厚度薄壁件的试验,揭示大切深与小切深时每齿进给量和轴向切深对薄壁特征尺寸误差的影响关系。结果表明,随着每齿进给量的增加,铣削力与尺寸误差都呈上升趋势。随着轴向切深的增加,铣削力增大,但薄壁特征的尺寸误差反而减小。表明了宏观薄壁特征切削中所提出的小切深多次走刀这种工艺路线在微小型薄壁特征的微细铣削中并不适合,主要原因是微型薄壁特征的几何尺度与微细铣削装备的精度更加接近,多次往复走刀引起的定位误差使薄壁尺寸误差变大。因此,大切深小进给可以在保证效率的前提下减小薄壁尺寸误差,更加适合微细铣削微小型薄壁特征。     

基于变形控制的薄壁电极高速铣削加工工艺研究

在高速机床上试验加工一个薄壁铜电极,从工件装夹、切削参数选用、工序安排、走刀路线等方面展开研究,控制产品变形量达到最小.     

基于Python的航空薄壁件快速铣削仿真技术研究

根据航空结构件铣削仿真过程的实际建模要求,采用Python脚本语言开发出自定制应用程序的软件包AeroCAE。通过构建GUI界面并定义关键字,编写模型参数的ABAQUS内核脚本程序,实现工件铣削仿真的前处理过程;另一方面,利用ABAQUS子菜单栏Plug-ins的功能,开发输出仿真结果的插件程序,实现工件铣削仿真的后处理过程。该方法不但能够提高工件铣削过程的仿真计算效率,而且为ABAQUS应用经验少的企业技术人员提供了便利的分析与设计平台。所开发的铣削仿真平台AeroCAE运行顺畅,GUI界面友好,可操作性强,可为减少航空结构件加工失效和提高构件合格率提供参考。     

航空薄壁件铣削加工铣削力预测方法研究

铣削加工中铣削力是导致加工变形的直接原因,而航空薄壁件加工中,加工变形是加工误差产生的主要因素.本文以航空薄壁件铣削加工过程的铣削力为研究对象,通过确定铣削力模型和切削系数参数,建立了刚性和考虑刀具工件变形耦合的柔性预测两种模型.在柔性模型中,采用预扭Timoshenko梁单元的刀具/工件独立建模的方法建立有限元模型,利用Python语言在通用有限元软件Abaqus下迭代求解.实验验证表明预测模型具有很高的准确性和有效性.     

基于工件表面误差的薄壁件切削力系数计算

切削力系数是计算评估机床切削力的重要参数之一.在对薄壁零件加工过程中的受力以及弹性变形进行分析的基础上,建立了基于加工零件表面误差求解切削力系数的理论模型.根据受力平衡原理,将三坐标测量的工件表面误差分配为工件和刀具弹性变形引起的误差,通过MATLAB工具代入理论模型求解切削力系数.通过将模型预测的切削力与实测切削力进行比较,结果显示模型预测的切削力波形吻合,预测切削力接近实测切削力的平均值.     

铣削参数对航空铝合金薄壁件表面粗糙度的影响

以7050-T7451航空铝合金薄壁件为试验对象,运用单因素实验方法对其进行高速铣削试验,研究了铣削速度、每齿进给量、铣削深度和铣削宽度四个铣削参数与薄壁件表面粗糙度之间的变化规律。研究结果表明:铣削速度对表面粗糙度的影响很小,基本可忽略;表面粗糙度随每齿进给量和铣削深度的增加而增大;铣削宽度增大时,表面粗糙度先增大后减小,铣削宽度超过5 mm后,表面粗糙度基本不变,对于保证加工质量具有重要意义。     

基于刀具几何参数的薄壁叶片切削力预测方法研究

切削力是影响刀具耐用度和被加工表面质量的重要因素,其中刀具几何角度在金属切削加工过程中对切削力的大小影响很大。以汽轮机薄壁叶片为研究对象,在ABAQUS的基础上,研究金属模拟过程中的关键技术,提出薄壁叶片的铣削加工模拟模型;在此基础上对刀具几何角度进行了单因素和多因素正交模拟实验分析,建立了刀具几何参数的切削力经验模型。实验证明:切削力有限元模拟值与切削力实验测试值大体一致,所得结果基本有效。     

航空薄壁件铣削力有限元分析

在分析刀具与工件在装配模型中位置关系的基础上,将平行运动载荷与转动载荷同时施加到刀具模型上,建立了刀具次摆线运动的铣削有限元模型。为了减少模拟的时间,使用过渡网格划分技术对模型进行了优化处理。在考虑工件材料性能参数基础上,利用有限元平台ABAQUS软件,研究了航空铝合金薄壁件铣削过程中铣削力的变化规律。模拟结果基本符合实际,说明有限元模型是正确的,对后续研究工作有一定的参考意义。     

变截面涡旋盘外圈薄壁齿铣削参数优化及实验研究

针对变截面涡旋盘壁厚变化不均匀,涡旋齿薄壁部位加工表面质量难以控制等加工难点,利用DEFORM软件的铣削模块,建立外圈薄壁齿铣削有限元模型,模拟涡旋齿薄壁部位的三维铣削过程。通过变化模型的铣削速度和铣削深度观察仿真结果中刀具所受到的铣削力的波动情况和其数值大小的变化,对铣削速度和铣削深度进行优化,并用其优化后的铣削参数对实际零件进行加工验证,结果表明:有限元铣削仿真能够非常有效地预测外圈薄壁齿的瞬态加工情况,仿真结果中优化后的铣削速度和铣削深度的铣削力波动明显低于未优化的铣削力波动,实验证明优化后的铣削参数能够有效的改善加工品质。     

薄壁件加工变形仿真及工艺参数优选

针对汽车主模型检具铣削变形问题进行研究。利用有限元软件ABAQUS模拟铣削过程,建立单因素实验和四因素三水平正交试验,分析检具铣削时各工艺参数对两指标(工件加工变形和材料去除率)的影响规律。运用多量纲归一化方法和综合评分法对两指标进行归一化计算,采用极差分析法对计算结果进行分析,确定各工艺参数对两指标归一化后的贡献度,并获得AA5083薄壁零件铣削工艺参数的最佳组合,通过加工实验对优化后的工艺参数的正确性加以验证。实验结果表明:工件加工的平均偏差比优化前降低了18%,材料去除率比优化前提高了135%。证明该方法是一种较为有效的优化方法。     

薄壁长筒形件正旋工艺参数优化试验研究

通过对薄壁长筒形件正旋试验，得到了减薄率、旋轮进给比、毛坯尺寸和性能等参数对旋压成形质量的影响规律，优化了工艺参数，为今后旋压不同产品提供了真实的参考依据。     

基于切削力的铣削加工误差数学模型

针对铣削加工过程中由于工件、设备系统弹性变形以及刀具磨损导致的加工误差进行了分析和研究.提出了以切削分力作为主要参数的由于刀具磨损和工件与机械系统的弹性变形所带来的加工误差的数学模型.     

注射工艺参数对PP薄壁件翘曲的影响

为了消除薄壁件的翘曲缺陷,以外形尺寸为100 mm×60 mm×1.2 mm、表面带有微米级阵列结构的PP薄壁件为研究对象,设计单因素试验探讨各工艺参数对薄壁件翘曲量的影响,并采用退火工艺进一步减小翘曲变形。试验结果表明:翘曲量随注射压力、注射速度及模具温度的升高而增大,随冷却时间的延长而减小;当熔体温度和保压压力增大时,翘曲量先减小后增大;当注射压力低于60 MPa时,塑件出现反向翘曲现象;退火工艺可使薄壁件翘曲量减小20%～40%。     

面向薄壁件的激光熔覆修复工艺参数优化研究

目的减少薄壁零件激光熔覆修复时基板的变形量,提高成形质量。方法在前期单道单因素试验的基础上,通过三因素三水平正交试验在2mm厚的45钢上熔覆Fel合金粉末,分析了激光功率、扫描速度和送粉率对薄板变形行为的影响,并根据因素效应图分析基体变形量随各因素水平的变化,找出出现这种变化的原因。通过正交试验的极差分析提出了基体变形的公式,根据公式确定各因素对基体变形影响的主次关系,并根据变形结果,最终找到使基板变形最小的最优工艺参数。通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和显微硬度计,研究最优工艺参数下熔覆层的显微组织和硬度,并对在最优工艺参数下熔覆的试件进行成形质量评价。结果影响基板变形的因素主次顺序依次为:激光功率、扫描速度和送粉率。基板变形量最小且冶金结合良好的最佳工艺参数为:激光功率600 W,扫描速度12 mm/s,送粉率1.2 r/min。此工艺下所得熔覆层的最高硬度达到348HV,约是基体硬度的1.6倍。结论该工艺参数可以有效减少基体的变形且激光熔覆成形质量良好,基体表面得到显著强化。     

镍基合金Inconel 718薄壁件铣削加工数控程序和切削参数优化

薄壁件加工过程因切削力波动较大可导致切削过程不平稳,需对加工工艺进行优化。建立了镍基合金Inconel718薄壁件铣削加工数控编程优化模型,模型由数控编程、材料数据库和数控加工仿真3个模块组成。在UG中建立工件实体模型,并生成相应NC加工代码;基于Power Law本构方程,考虑材料热力学动态性能和材料分离准则对切削力和切削温度的影响,采用有限元仿真软件AdvantEdge FEM获得镍基合金车削加工的切削力和切削温度等参数;将工件毛坯模型、NC加工代码、材料数据导入Production Module中,对加工过程进行优化。结果表明:利用优化后的数控程序进行加工,可减小切削力波动,有助于改善薄壁件加工过程中的稳定性。     

接头薄壁件铣削加工刀具角度的优选

针对航空接头薄壁件的铣削变形问题,通过改变铣刀的工艺角度建立三因素五水平的正交实验,应用ABAQUS建立工件的有限元模型,并对该零件进行模拟加工和实验结果分析,获得最优的铣刀工艺角度组合:γ=8°、α=5°、β=63°。采用该最优刀具角度加工工件得到的变形量低于正交实验最小变形量。选取一组仿真值进行实际加工,验证了有限元分析模型的有效性,证明该方法是控制薄壁件加工变形的一种有效方法。     

钛合金超声椭圆振动铣削参数对切削力的影响

钛合金航空薄壁结构件在铣削过程中受力形式复杂,切削力较大。超声椭圆振动切削的特点是切削刀具的刀尖按椭圆轨迹运动,进行高频间歇性切削,有助于降低切削力。铣削时改变切削参数将对切削力产生不同影响。采用自行研制的螺纹式椭圆激励式超声振动铣削刀柄装置,针对钛合金薄壁件进行实验,结果表明:相较于普通铣削,随着每齿进给量的增大,超声椭圆振动铣削均可减小钛合金薄壁件在铣削加工过程中的切削力,降幅可达35%以上。     

基于Isight的铝合金薄壁零件铣削参数优化北大核心

铝合金薄壁零件在铣削加工中容易产生变形,而铣削力是影响变形量的主要因素之一,选取某6061铝合金薄壁零件作为研究对象,提出了基于Isight平台的铣削参数优化方法,通过Isight平台中的DOE模块结合ABAQUS有限分析,以主轴转速、铣削深度、铣削宽度三个铣削参数作为因子,开展最优拉丁超立方试验设计方法设计样本点,将样本点数据做为搭建近似模型的输入数据,以铣削力为优化目标,采用了Approximation模块中Kriging近似模型方法,并结合多岛遗传算法对铣削参数与铣削力的Kriging模型进行寻优,研究发现,克里格近似模型准确的拟合出了铣削参数与铣削力的关系,铣削力减小了39.36%,使得主要尺寸由优化前的109.13 mm和58.16 mm减小到了109.04 mm和58.03 mm,优化结果显著,验证了基于Isight解决铣削参数优化问题是可行的。