正交切削加工温度场的有限元仿真分析

本文简述了切削加工切削热的产生于传导,基于有限元仿真技术分析了正交切削加工过程的温度场分布,并对结果进行了后置处理与分析,结果表明有限元仿真技术的分析结果对研究切削加工过程有较好的辅助作用。     

钝圆刀刃切削的有限元模拟

利用商业有限元分析软件Marc对考虑切削刃钝圆半径的切削加工过程进行了有限元模拟。分析了切削刃钝圆半径在切削加工过程中对切削力和切削温度的影响     

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。     

高速切削加工过程振动预测技术

高速切削加工参数选择不合理会导致切削振动,切削过程中振动引起的不稳定切削会产生一系列不良的影响,切削振动的预测将有助于优化高速切削加工过程,提高切削加工表面质量和加工效率.概述了高速切削加工过程中颤振产生的机理与类型,并分析了切削颤振的影响因素;对切削加工过程稳定性预测进行了报道,重点论述了切削稳定性的影响因素;对切削振动辨识与预测方面的研究成果进行了总结.指出了切削加工过程振动预测技术的未来发展趋势.     

基于切削稳定性模型切削数据库的开发与应用

传统切削数据库通常不包含零件加工过程的全部信息,不提供切削参数的可行区间。本文提出一种基于切削稳定性模型的切削数据库系统,开发了一套基于B/S架构的切削数据库系统,得到了无颤振的切削参数可行区间,并通过铣削试验验证了系统可行性。     

基于有限元法的二维正交切削刀具应力分析

运用有限元方法对二维正交切削加工刀具内部应力进行模拟分析。基于刚塑性有限元方法建立了切削加工过程仿真模型,通过模拟获得了切削加工过程中刀具应力的分布和变化情况。通过对不同切削工艺参数条件下的切削过程进行模拟,分析了刀具几何参数以及切削用量对切削加工过程中刀具应力的影响,为正确选择刀具及切削参数提供了参考。     

刀具前角对切削过程的影响

运用商业非线性有限元软件DEFORM对金属切削加工过程进行模拟,分析了不同刀具前角、钝圆半径在切削加工过程中对切削温度,切削应力的影响,为刀具设计提供了依据。     

切削温度对微细切削加工影响的有限元分析研究

建立微细切削仿真模型,对二维正交切削加工过程进行了热力耦合有限元数值分析,采用有限元模拟与微细切削加工实验验证相结合的方式,深入研究了切削温度对微细切削加工的影响,揭示了在高速、大切厚加工条件下,随着切削厚度的减小,刀—屑接触区切削温度降低,增加了材料的截切强度,从而引起材料的强化,导致单位切削力显著增加。     

基于Lagrange法的金属切削加工过程数值模拟

利用Lagrange法在SuperForm软件中对金属切削加工过程及加工过程中的切削热、切削力耦合问题进行了数值仿真。模拟结果与实验结果非常接近，可以为实际加工过程的控制提供参考和依据。     

动力卡盘加工过程的切削稳定性试验

为了分析动力卡盘系统的动力学特性及其对加工工件表面粗糙度的影响,搭建了动力卡盘系统的动力学特性测试系统,在综合分析转速和切削深度的基础上设计了24组试验,测量了加工过程中的切削力、切削振动信号和24组工件的表面粗糙度。结果表明:切削层厚度的变化会引起切削力的显著变化;刀具的前两阶模态对加工过程的切削稳定性影响最大;高效精密切削时应优先选择提高转速,其次是加大切深。     

[绿色制造工艺和系统]基于切削比能的高速干切工艺刀具温升调控方法

高速干切中,较高的切削速度和切削液的缺失使得切削热短时间内在刀具上大量聚集,造成刀具磨损并影响使用寿命,解决该问题的有效手段是控制刀具温度升高。通过分析高速干切削加工过程中切削热在刀具中的传递与作用特性,基于切削比能和切屑几何形貌建立高速干切刀具的温升模型,在此基础上以温升最小为目标,以切削速度、进给量、刀具主偏角为变量,提出一种刀具温度调控方法,并结合高速干式车削加工案例进行应用与验证分析。     

切削速度影响切削力的有限元模拟

运用有限元数值模拟技术对三维金属切削过程进行仿真。分析了切削速度对切削力的影响,并对仿真数据进行拟合处理,导出了不同方向上切削力与切削速度的关系式。探讨了刀具和工件不同阶段应力变化特征。模拟结果表明,刀尖处等效应力最大,切削力在低速切削时,随切削速度的增加而增大,当到达某临界速度时,将随着切削速度的增加而减小。     

基于斜角切削理论的钛合金螺旋铣孔切削力建模

通过分析螺旋铣孔的加工原理和计算加工过程中的运动向量,结合侧刃和底刃对切削力的影响,建立了螺旋铣孔过程的切削力解析模型。提出了基于斜角切削的切削力系数辨识方法,并根据斜角切削过程几何关系推导出摩擦角、剪切角、剪切应力的约束方程。开展切削力系数辨识试验和钛合金螺旋铣孔试验对仿真值进行验证,结果表明,切削力的仿真值与试验值误差较小,平均误差为9.55%,从而验证了斜角切削系数辨识方法的有效性和切削力模型的正确性。     

制备PCD刀具的关键工序

随着中国汽车工业的高速发展,PCD刀具被广泛应用于以发动机和变速箱为代表的汽车零部件加工。对于PCD刀具,特别是各种高精度、非标准复合PCD刀具,PCD复合片的焊接、PCD刀具的线切割和刃磨等关键工序在很大程度上决定了PCD刀具的加工精度和刀具寿命。本文主要研究了PCD刀具的焊接、线切割和刃磨等关键工序。     

基于分形理论的玻璃切削力和表面粗糙度研究

基于分形理论研究了玻璃切削时不同切削参数对切削力及其分形维数以及表面粗糙度的影响。试验结果表明:切削力分形维数与玻璃切削过程的四个阶段密切相关,如玻璃切削过程以某一阶段(如大块破碎)为主,则切削力分形维数越小,表面粗糙度越大;如切削过程包含多个阶段,则切削力分形维数越大,表面粗糙度越大。     

1Cr18Ni9Ti不锈钢的切削加工

分析了1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢的材料特性和切削加工特点,从刀具材料和刀具几何参数的确定、切削用量和切削液的选择等方面入手,介绍了切削加工此类不锈钢材料的常用工艺方法以及关键技术,并给出了加工实例。     

微量油膜附水滴切削液的研究

使用冷风、微量可自然降解油剂(植物油或脂油)和少量水，经喷雾形成的微量油膜附水滴切削液替代传统切削液，并在加工中心机床上与切削液分别采用微量油、微量水及乳化液的切削加工进行对比试验。试验结果表明，微量油膜附水滴切削液能使切削力减少30％左右，且具有良好的润滑和冷却效果，适用于切削加工。     

基于数值仿真技术的单颗磨粒切削机理

磨削过程是磨具表面大量形状各异的磨粒参与的多刃切削过程。单颗磨粒切削研究是认识复杂磨削作用的重要手段,但是单颗磨粒切削试验的实施和物理量的测量存在一定的难度。针对这一问题,分别建立单颗磨粒切削的物理力学模型和数值仿真模型,利用不同载荷下的划痕试验验证这两个模型的准确性。利用数值仿真技术研究不同工艺参数下的单颗磨粒切削过程,仿真单颗磨粒的耕犁和切削过程,得到不同切削速度下耕犁向切削行为转变的临界切削深度;当切削深度增加到某一个切削深度时,仿真得到的径向和切向切削力均有突然增大的趋势,同时发现低速时切削力增大的程度明显高于较高速度时切削力的增大程度;仿真得到的最高切削温度随切削深度的增加,呈现先增大后减小再增大的特点,且第一个最高切削温度峰值出现在临界切削深度附近,但是随着切削速度的降低,这个现象明显减弱,当切削速度小于600 m/min时,这个现象基本不存在;仿真得到的材料去除率随着切削深度的增加而显著增大,而且切削速度越大,材料去除率越大。     

正偏心正交车铣精加工切削层几何形状研究

针对未考虑正偏心正交车铣切削层几何形状而导致难以全面反映正交车铣切削层几何形状变化规律的问题,基于正交车铣运动规律,在不考虑动力学影响的情况下,对切削层的形成过程进行了静态分析。建立的正偏心正交车铣切削层几何形状的解析模型涉及铣刀侧刃和底刃的切入/切出角度、切削厚度和切削深度。通过试验验证了该解析模型的正确性,并分析了切削参数对铣刀切削层的影响。研究结果为正偏心正交车铣切削层几何形状的变化提供了定量的分析依据,为切削力和颤振的研究提供了理论指导。     

磨料水射流二次逆向切割对断面质量的提升研究

针对磨料水射流切割过程中存在的拖尾余纹、切缝锥度和切割留尾问题，基于磨料水射流切割理论，设计了3组不同因素组合下的单次正向切割、单次1/2速度正向切割和二次逆向切割试验，探讨了3种不同切割方式下的断面形貌产生机理，并对试验结果进行对比分析。结果表明，二次逆向切割可降低表面粗糙度约52%~85%，可降低切缝锥度约66%~72%，同时可消除切割留尾。因此，高压磨料水射流采用二次逆向切割的方式可以显著提高磨料水射流切割工件的断面质量。