基于ANSYS的高速铣削立铣刀切削受力及变形的研究

基于经典力学理论和金属切削理论,建立了高速切削下立铣刀切削力的数学模型;以高速切削状态下立铣刀为研究对象,采用有限元软件ANSYS分析了立铣刀在不同切削条件下切削应力和应变的变化规律,得出了切削力随切削参数的变化规律。为进行有限元分析、切削力影响因素的分析以及初步揭示出切削机制奠定了坚实的理论基础;同时也为现阶段企业数控设备的高效使用以及实际生产中工人选择切削参数提供了理论支持。     

基于ANSYS的立铣刀高速铣削加工参数优化

应用ANSYS软件的结构分析功能和模态分析功能仿真分析高速铣削的2 mm立铣刀的加工参数,仿真结果表明:轴向切削深度Ad为0.1~0.3 mm、每齿进给量fz为0.01~0.03 mm/齿、铣刀悬伸长度为铣刀全长的50%~60%是较佳的取值范围;可以通过提高切削速度vc来提高进给速度,提高加工效率,降低成本。     

高速铣削系统动态分析及切削力测定

工件的切削加工与过程动态力学之间存在着必然的内在联系.由于铣削系统中的振动,特别高速铣削加工过程中的振动,在运用KISTLER测力计系统测量切削力时,通常会出现信号失真现象.为此,对铣削系统进行了动力学分析,测量了切削过程中工件的振动,估算了工件的惯性力、测力计等效质量和测定的力学数据增量.试验结果表明,高速铣削硬钢构件时的振动,是由较强的冲击、切屑以及共振所产生,这些因素在分析切削力和切削过程时不容忽视.     

高速铣削钛合金TC4切削力试验研究及切削参数优化

采用正交试验研究了高速铣削钛合金TC4粗加工阶段时切削参数对切削力的影响规律，并以Y向切削力最小和材料去除率最大为优化目标，利用MATLAB基于Pareto遗传算法优化高速铣削TC4的切削参数，结合Pareto最前沿给出了优化后的切削参数最优解集。     

新型立铣刀高速铣削碳纤维复合材料试验研究

针对碳纤维复合材料精密加工极易产生毛刺等缺陷,选用新型四刃粗精交错刃结构的立铣刀和常规硬质合金立铣刀,在相同条件下对纤维方向角为45°、90°、135°的碳纤维复合材料进行高速铣削对比试验。通过对比分析毛刺因子、铣削轴向力、表面粗糙度、表面微观形貌及毛刺抑制机制得出:新型粗精交错立铣刀与常规硬质合金立铣刀加工相比,工件侧表面的毛刺长度及数量均得到显著的改善;各纤维方向角铣削力Fz平均值依次下降20.93%、17.74%和5.78%;纤维方向角θ为45°和90°时面粗糙度较好满足加工要求,而纤维方向角135°的表面粗糙度均急剧增加超出合格标准。总体而言,新型粗精交错立铣刀切削能有效抑制毛刺的生成,且保证加工表面粗糙度不发生剧变,因此更适合应用于碳纤维复合材料高速铣削加工。     

激光强化高速切削立铣刀的耐用度

提高高速切削刀具工作能力的最有效方法之一是激光强化。但是，它的广泛应用受许多因素限制，其中包括缺乏强化后刀具使用条件的建议。为了弥补这问题，研究了生产用的CO2激光器连续照射强化之高速钢(W6Mo5Cr4)立铣刀的耐用度与切削规范参数的关系。在激光处理前。φ12mm和夺20mm铣刀经标准的整体热处理工艺为1225℃淬火和560℃三次回火。     

基于切削参数的高速铣削系统稳定性研究

切削中的振动对加工质量有很大的影响,通过高速铣削试验及仿真分析,对基于工艺参数和刀具参数的高速铣削系统稳定性进行研究,得到了主轴转速、进给量、切削深度、刀具几何参数等对切削颤振系统稳定性的影响规律。试验所得结果为高速铣削加工切削用量的合理选择,特别是加工参数的优化提供了参考。     

高速模腔加工技术—球头立铣刀切削机理分析

型腔精加工在模具制造工程中占有重要地位。为了实现高速和微细化,特以代表性切削工具——球头立铣刀进行切削机理的分析和试验。其结果如下: (1)选择了加工余量和进给量后,控制实际切入深度就可以高速加工型腔。 (2)进给量和每一刃进刀量相等,就可得到最大加工效率和最佳加工面粗糙度。 (3)用球头立铣刀的中心进行切削,会产生负的实际切削速度及切刃后面和切削面干涉等弊病。但这可以由改变切刃形状来解决。 (4)用金属陶瓷刀具进行型腔精加工的效果极佳。     

用于硬铣削的Excelerator立铣刀

Greenleaf公司的Excelemtor小直径立铣刀是为高效铣削难加工材料而设计开发的。该刀具采用Greenleaf公司先进的可转位陶瓷刀片，刀体、刀柄和刀片夹紧机构的设计使其可在40000r／min或更高的主轴转速下进行高速加工。     

基于有限元的高速铣刀加工性能研究

以铜合金为例,应用有限元方法分析在高速加工时铣刀前角的变化所导致的应力应变的变化规律,为提高零件加工的安全性和表面加工质量以及更好地保护刀具等提供基础性数据,为优选前角提供参考。     

PCBN高速切削25CrMo4过程的切削温度研究

为获得25CrMo4淬火钢的最优切削参数,应用Deform-3D软件建立三维有限元模型并对切削过程进行仿真,获得了不同切削速度、背吃刀量和进给量下切削温度的变化规律,通过对模拟结果评估获得了最佳切削参数。在最佳切削参数下进行切削实验,结果发现:随着切削速度、进给量和切削深度的增加切削温度都呈上升趋势;不同切削速度下的切削温度实验与模拟值非常吻合,这表明在实验切削速度范围内切削温度是优化切削参数的最主要物理量。     

一种新型组合成形铣刀的设计及切削力仿真研究

设计了一种新型组合成形铣刀：将3把单角铣刀,通过端面开十字沟槽的方式组合成一把铣刀,解决了加工多角度坡口零件的工艺难题;选用指数瞬时切削模型,运用Deform 3D切削仿真软件,选择不同切削参数：切削转速n（300、475、600 r/min）,背吃刀量ap（05、1、2 mm）,模拟铣刀精加工时零件切削力大小的变化。在转速600 r/min、切削深度为1 mm左右时,获得较为理想的切削参数,为实体加工提供依据。该组合成形铣刀的设计,提高了加工效率,为组合角度零件的加工提供思路。     

钛合金高速铣削加工表面残余应力的模拟研究

采用有限元法建立了更接近实际的铣刀结构模型及三维铣削模型,对不同刀具参数和切削参数条件下高速铣削钛合金Ti6Al4V的表面残余应力进行了仿真分析,得到了各因素对表面残余应力分布的影响规律。结果表明:工件的残余应力在表层由拉应力迅速的转变为压应力,在100~200μm之间出现残余压应力的最大值。工件表层残余应力随刀具前角、切削速度和每齿进给量的增加而减小,切削深度对表层残余应力的影响不是很明显。     

行星复合铣削及其刀具研究

行星复合铣削方法是复合加工方法的一种实现形式,该加工方法所产生的切削力较普通端铣加工的切削力有大幅度的降低,从而能有效地降低切削热、减少工件变形、提高刀具寿命。行星复合铣削方法切削力大幅度地降低的主要原因是该方法的切削轨迹使其能将厚切削层分解为细小的切削层,而该方法中的立铣刀的螺旋角和半径对实际切削力的影响很小。行星复合铣削方法在刀盘低速旋转时就能实现高速切削,有效地避开了高速旋转刀盘的动平衡问题,结合其切削力小的优势,通过增大刀盘直径并增加立铣刀数量来提高加工效率。行星铣刀采用行星轮系结构,能够达到行星复合铣削方法切削轨迹要求,具有扭矩大、运转可靠等优势。     

螺旋玉米铣刀铣削TC4材料的切削参数优化研究

针对螺旋玉米铣刀铣削TC4材料受力不均匀,加工效率低的问题,对螺旋玉米铣刀单刀片模型及切削力模型进行分析,通过AdvantEdge FEM软件进行相关的螺旋玉米立铣刀刀片结构参数,刀体参数设置,网络划分等得到螺旋玉米铣刀加工过程中的切削力及切削过程中的温度仿真图形,并以此仿真参数基础,进行验证加工。研究结果表明:对螺旋玉米铣刀铣削力分析后,能为加工TC4材料时更合理的选择切削用量,提高难加工材料的加工效率,减少刀具的磨损。     

不同螺旋角度立铣刀切削性能研究

主要介绍在特定的铣削条件下,不同螺旋角度铣刀如何影响其切削性能。先利用DEFORM软件仿真不同螺旋角度立铣刀的铣削过程,得到了切削力变化曲线,从切削力大小变化来分析铣刀的切削性能。接着进行实体铣削实验,用不同螺旋角度铣刀铣削不同材质的工件,除了螺旋角度外,其他的参数如前后角等规定统一,铣削完后观察不同螺旋角度的铣刀对已铣削工件表面粗糙度的影响,并记录数据。最后对比两者数据,分析得出螺旋角度越大切削力越小、工件表面越光滑的结论。     

骨手术中皮质骨铣削力的有限元仿真研究

骨铣削是开颅手术和骨科手术中的必要步骤,铣削力过大会导致铣刀断裂、骨组织周围发生裂纹等问题,从而导致手术过程受到影响。使用ABAQUS仿真软件对四刃立铣刀铣削皮质骨进行有限元仿真并验证模型的正确性。基于仿真模型设计中心复合实验,通过响应面法得到铣削力的二次回归方程,探究铣刀转速、进给量和铣削深度对铣削力的影响。研究结果为骨科手术中合理设定铣削参数提供参考,二次回归方程作为预测模型也为手术中控制铣削力提供可能。     

一种Ti6Al4V的本构参数模型及其有限元仿真研究

利用SHPB实验研究得到了Ti6Al4V在高应变率条件下的应力-应变关系,拟合出了一种Ti6Al4V的J-C本构方程的新的参数模型。在此基础上,基于ABAQUS软件的Explicit分析,建立了Ti6Al4V高速铣削的二维简化模型并进行了仿真研究。仿真结果表明:热塑性失稳和塑性侧滑是引起锯齿形切屑的主要原因;锯齿化程度Gs随着铣削速度的增加而降低,随着进给速度的增加而增加,揭示了锯齿形切屑的形成过程并对高速铣削Ti6Al4V的加工参数选择提供了参考。进行了实际的高速铣削实验,实验表明:仿真所得切屑形状与实验所得切屑形状吻合度较高。     

小直径铣刀高速铣削316L不锈钢的切削合力研究

通过多因素正交试验,应用SPSS软件建立不锈钢小直径铣刀高速铣削316L不锈钢的最大切削合力回归经验公式,同时对回归模型进行显著性验证。最终得到对铣削参数的优化选择有一定的参考价值的分析结果。