基于有限元数值模型和进给速度优化的薄壁件侧铣变形在线控制

为实现在加工过程中对薄壁件侧铣产生的较大切削变形进行在线控制,提出基于有限元数值模型和进给速度优化的在线控制策略。根据薄壁件切削过程的有限元仿真结果,建立数控机床进给速度、切削力、工件切削变形间的数值模型,进而确定用于控制变形的最优目标切削力。在具有开放式模块化的数控系统平台上开发了切削力信号实时采集、滤波功能和基于Brent-Dekker算法的进给速度在线优化策略,并根据滤波后的切削力及相应算法在加工过程中实时调整机床进给速度,保证切削力逐渐接近最优控制目标而实现切削变形的在线控制。试验结果表明,经过进给速度在线优化后的切削过程可将薄壁件侧铣变形控制在规定范围内,同时提高了切削效率。     

基于动态特性的数控铣削参数自适应在线优化

为避免切削力突变对机床加工稳定性带来的影响,针对数控加工复杂非线性的特点,提出了基于动态特性的模糊自适应控制策略,实时监测和提取主轴电机电流而间接获得切削力,基于数控加工系统动态特性得到电流与进给速度间实时变化关系,据此对基于经验的控制规则进行优化,对影响切削力的进给速度在线自适应优化,以电流作为反馈量来控制切削力并保持切削过程稳定。实验结果表明,该方法可以更快地使切削力调整到既定值,提高加工效率和稳定性,发挥机床最大功效。     

金属切削过程物理仿真技术的应用

为提高薄壁弱刚度零件的加工质量及加工效率,提出了基于金属切削过程物理仿真软件AdvantEdge,对铝合金材料薄壁弱刚性零件的切削过程进行了物理仿真分析,得到了不同几何参数的刀具在切削过程中所产生的切削力和切削热分布趋势。通过分析切削力、切削热,对刀具几何参数进行了优化;同时以切削力为优化目标对切削参数进行了优化。利用优化后的刀具及切削参数指导实际生产,使得该零件在实际加工过程中,切削变形得到了控制,尺寸精度和几何精度满足了设计要求,并使铣削加工效率提高了15%以上。     

超高速切削的关键技术

超高速切削是一种用比常规切速高得多的切削速度进行加工的先进工艺。据生产实践资料表明,和常规切削比,超高速切削的主要优点是:单位时间内的材料切除量可增加3～6倍;进给速度提高5～10倍;切削力可减小30%左右,尤其是径向切削力的大幅度减小,特别有利于提高薄壁件和细长杆等刚性差的零件加工精度995%以上的切削热被切屑迅速带走,工件基本上保持冷态,因而特别适合于加工容易产生热变形的零件;超高速切削时激振频率特别高,远离工艺系统的固有频率范围,工作平稳振动小,因而能加工出非常精密的薄壁零件,其表面质量接近达到磨削的水平,因而常常…     

SiC_p/Al复合材料薄壁件钻削加工变形有限元仿真研究

基于ABAQUS有限元仿真软件建立体积分数为56%的SiC_p/Al复合材料钻削三维模型,研究分析了在两种不同工件约束方式下钻削加工薄壁件过程中工件的变形规律及特点,同时研究了切削参数对薄壁钻孔时工件变形量的影响规律。结果表明:随着钻削速度和进给量的增加,钻孔中心位置处(钻头横刃钻削至工件下表面)的最大变形量随之增加,进给量对钻孔件中心位置处最大变形量的影响较为显著;薄壁件残余变形量随着进给量的增大而增加,钻削速度对薄壁件残余变形量的影响较小。     

钛合金薄壁框架铣削变形控制技术研究与应用

钛合金薄壁框架结构呈弱刚性,加工精度高,加工过程中易产生铣削变形和装夹变形,所以对加工工艺的要求极高。为了提高钛合金薄壁框架的加工质量,控制加工过程中产生的铣削变形和装夹变形,通过分析切削三要素、刀具路径、工件结构、工艺系统刚度、残余应力对铣削变形的影响,分析工艺装备对装夹变形的影响,制定了优化切削三要素和刀具路径、增加工件刚性和工艺系统刚性、减少工件残余应力等控制铣削变形和装夹变形的措施,并应用在钛合金薄壁框架加工中。加工结果表明,采取上述控制措施,可减小钛合金薄壁框架的铣削变形,提高加工质量。     

薄壁件多点柔性加工变形的有限元分析

针对开发薄壁件多点柔性工装系统的需求.研究了薄壁件多点柔性数控加工中的变形问题.通过建立工件加工的有限元模型,利用ANSYS对变形进行静态非线性分析.得到了不同受力、不同间距情况下最大变形量随工件厚度变化的规律,以及不同受力、不同工件厚度情况下最大变形量随支撑间距变化的规律,同时还得到了不同厚度、不同间距情况下最大变形量随切削力变化的规律.分析结果表明:工件厚度变化时,最大变形量近似呈指数规律变化;支撑距离和切削力变化时.最大变形量近似呈线性规律变化.研究结果为更有效解决柔性工装的优化设计和控制问题提供了必要依据.     

薄壁件立铣切削力的有限元模拟与实验研究

薄壁件铣削加工中铣削力是导致加工变形的直接原因,是加工误差的主要影响因素.在考虑刀具变形、工件及刀具材料性能参数的基础上,建立了三维斜角切削力有限元模型,利用有限元分析软件ABAQUS对薄壁件斜角切削过程进行了仿真模拟.其次,针对铣削过程进行了切削力测试,结果表明本文提出的切削力有限元模拟方法具有较高的精度,对切削参数的优化提供了理论依据和便利工具.     

薄壁零件切削参数优化系统研究

针对薄壁零件自身强度低、加工易变形的问题,通过优化调整切削参数的大小,进而调整动态切削力大小和控制切削状态,使因切削力影响造成薄壁零件的加工变形量能满足公差要求,且使加工状态始终处于稳定,降低切削震动造成的变形,从而实现薄壁零件的高精、高速、高效加工.     

薄壁零件内孔加工变形研究

针对薄壁零件轴承端盖车削内孔加工过程中存在的圆柱度超差问题进行分析,确认由四爪卡盘夹紧工件引起变形所致。以常用计算切削力指数公式为基础,推导并建立多元回归方程,通过最小二乘法得到切削力与切削深度、切削速度、进给速度之间的线性回归模型。采用单因素试验法,计算不同切削条件下零件所受的夹紧力,通过有限元软件进行加载求解,得出不同切削条件下零件最大变形量的变化规律,优选出合理的切削参数,并得出夹紧力范围。在研究薄壁零件内孔加工变形的基础上提出改进措施。     

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。     

绿色切削加工技术的研究现状与进展

综合评述了绿色切削(包括干式切削、低温切削、绿色湿式切削)加工技术的研究内容,介绍了国内外绿色切削技术的研究现状,指出绿色切削将是绿色制造的重要组成部分。     

切削数据库的研究现状与发展

根据加工工件来优化选择刀具，包括刀具材料、刀具几何参数、刀具结构、切削参数和机床等切削数据，将关系到生产效率、生产成本及加工质量。建立切削数据库，向机械制造业提供合理或优化的切削用量，是增强企业竞争力最有效的措施之一。本文结合国内外切削数据库研究开发现状，探讨建立切削数据库的核心技术，分析切削数据库研究及应用过程中存在的问题，着重探讨切削数据库的发展趋势，指出切削数据库未来的研究方向将是集成化、智能化、实用化、网络化和标准化。     

绿色高速干式切削技术的研究内容及其发展

综合评述了绿色高速干式切削加工技术的研究内容,讨论了其加工技术的特点及优势,详细分析了实现高速干式切削加工的关键技术(包括机床、刀具及涂层、加工参数等),简要介绍了高速干式切削加工技术的实际应用和研究现状,指出高速干式切削将是绿色制造的重要发展方向。     

水下切割技术的研究

介绍目前已开发出的多种水下切割技术,如研料高压水射流法、金刚石串珠曲线锯法、旋转内割刀法等.通过比较几种主要的水下切割技术的特点,可在实施水下切割时选取适宜的切割技术.     

铣削加工中切削参数对切削力的影响

切削力是影响零件加工质量和刀具使用寿命的重要因素,而切削力的大小又是和切削参数息息相关的,因此,研究铣削加工中切削参数各因素(切宽、切深和每齿进给量)对切削力的影响有着非常重要的意义.文中通过设计一系列的切削实验,对铣削加工过程中,影响切削力的切削参数各因素进行了分析,从而得出其中的普遍性规律,为铣削加工中切削参数的选...     

铝合金薄壁圆筒件车削温度试验研究

切削温度不仅直接影响刀具的磨损和耐用度,而且也影响工件的精度和已加工表面质量。很多切削温度的试验研究都针对特定情况。本文采用红外线测温法就典型的铝合金薄壁圆筒旋转件进行了车削试验研究,为铝合金的切削加工、优化工艺及建立切削数据库提供依据。     

基于Deform 3D的金属车削过程仿真

基于材料变形的弹塑性理论、热力耦合理论以及Usui磨损模型,采用有限元仿真技术,利用三维仿真软件Deform对车削过程进行仿真,得出了在不同切削用量下切削力的变化规律、切削过程中刀具中切削应力的分布情况以及刀具表面切削热的分布情况。仿真结果为生产实践中切削用量的优化选择提供理论依据。     

切削刀具的现状和发展趋势及对策

针对市场上各种新型材料及新结构型式刀具的出现,结合国内低加工制造成本的现实,对未来整个刀具行业将迎来的机遇和市场作出了预期,同时认为新型刀具在生产中的广泛应用,也必将促进高速切削技术的迅猛发展,并通过对切削刀具发展趋势的分析,结合现状提出了对策意见。     

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。