车削高温合金GH2132时切削力和表面粗糙度的建模与试验分析

对高温合金GH2132进行了外圆车削试验,测量了切削过程中的切削力和已加工表面粗糙度。利用最小二乘法对试验数据进行了回归分析,建立了切削力和表面粗糙度的经验模型,得出了切削参数对切削力和粗糙度的影响规律,为优化切削参数、研究刀片磨损机理提供了参考数据。     

复杂零件切削过程物理仿真的实现方法

提出一种可对复杂零件在切削加工过程中的物理特征进行仿真的有效方法。该方法将复杂的切削过程抽象为二维切削模型,利用专用切削仿真软件进行建模计算,以获得切削力、切削温度数据,利用通用有限元软件对零件和刀具三维实体在切削力、切削热作用下的状态进行仿真,从而实现了复杂零件切削过程的物理仿真。以磁盘驱动架零件为例,介绍了仿真的实现流程。仿真结果对加工工艺优化具有重要的指导意义。     

整体CBN刀片铣削钛合金时的刀具损坏有限元分析

利用ABAQUS有限元仿真软件对钛合金粗加工进行了铣削仿真,采集仿真结果中的切削力,重新建立整体CBN刀片的三维有限元模型,将采集的切削力施加在CBN刀片的模型上,分析刀片的损坏情况。结果表明:CBN刀具切削钛合金时,当切削深度大于3mm时,刀尖圆弧容易发生崩刃,刀具的切深线附近容易发生脆性破损。     

基于AdvantEdge FEM的车刀参数优化试验研究

在金属切削加工中,刀片对切削性能具有重要影响;为实现车削45钢的切削刀片优化,以前角、刃倾角和刀尖圆弧半径作为优化变量,利用正交试验法设计试验方案;在有限元软件AdvantE dge中建立切削模型,对切削过程中的切削力和切削温度进行模拟仿真;最后以切削仿真值作为正交试验值,对切削力和切削温度分别进行极差分析和方差分析,得到最优的刀片参数方案。     

基于结构特性的玉米铣刀切削仿真

玉米铣刀切削仿真中单元划分过多,计算速度慢。为了提升仿真效率,对玉米铣刀刀片的分布规律及其切削特征进行了分析,针对这些特征,提出了简化模型的方法,推导了玉米铣刀的切削力拟合公式,并以某款玉米铣刀为例,介绍了实现仿真的具体步骤及仿真结果。     

GH4169三维车削力与温度有限元仿真

针对航空难加工材料GH4169高温合金加工过程切削力大且加工易变形的问题,对其车削加工过程中的温度与切削力进行研究。通过对有限元仿真关键技术的讨论,应用Abaqus有限元分析软件,对GH4169材料建立了三维车削模型,对车削过程中的温度场和应力场进行分析;在同样切削条件下,分别得到了三维仿真切削力、实验切削力以及二维切削力,通过切削力的对比分析,验证了三维切削仿真模型的正确性。应用所建立的三维模型模拟出不同切削参数下的切削力,得到了不同切削参数对切削力的影响规律。     

基于多种有限元模型的刀尖圆弧半径对切削过程影响的仿真

针对在实际生产中选择和优化设计刀片刃口参数的难题,采用了多种有限元模型对不同刀片刀尖圆弧半径的直角切削试验进行仿真。通过有限元仿真得到的刀片主切削力和刀片温度场分布都吻合于实际的切削情况,为以后的刀片刀尖圆弧半径的选择和优化设计提供了一种有效的解决方案。     

基于三相微观结构的纤维复合材料切削仿真研究

为了研究纤维增强复合材料在切削过程中的材料去除机理及切削性能,本文建立了基于三相微观结构的纤维增强复合材料的二维有限元切削模型。针对纤维、基体和界面相组成三相微观结构,分别建立了它们的本构模型和失效准则,并完成复合材料二维正交切削的动态物理仿真。通过切削力仿真值与实验值的比较,验证了该模型的准确性和有效性。并基于此模型,分析材料的切屑形成机理、切削损伤及加工参数对切削力的影响。结果表明,纤维增强复合材料的切屑形态、损伤模式和切削力具有明显的各向异性。     

二维振动辅助微细铣削切削力建模与试验研究

基于力学解析法与斜角切削微元力模型,综合考虑刀具偏心、尺度效应与累积作用对瞬时切削厚度的影响,结合二维振动辅助微细铣削运动学特性,根据剪切区与犁耕区切削力大小不同的特点,建立了二维振动辅助微细铣削切削力模型。为实现振动辅助加工的目的,基于自行设计并优化的非谐振式二维柔顺振动平台,对铝合金Al6061进行了相应的二维振动辅助微细铣削试验研究,并利用MATLAB软件对铝合金Al6061的切削力曲线进行了仿真研究,通过对比分析验证所建立的二维振动辅助微细铣削切削力模型的正确性。最后,基于所建立的切削力模型,分别分析了振幅与振动频率对铣削力的影响规律。     

铣齿断续切削机理的研究

大模数齿轮铣削具有多刃断续切削和变切屑厚度等特点,属于典型的非自由强力切削.主要从切削力、切屑形态、表面质量等方面对铣齿断续切削的机理进行研究.采用指数经验模型,应用微段切削刃受力积分获得单个刀片瞬时合成转矩,随后考虑刀盘上刀片的分布情况,获得刀盘周期性的载荷,提出铣齿断续切削转矩的计算模型.应用间接测量的试验方法,采集三相异步电动机的主轴输入电流,重构得到切削力,另外通过试验测量出切削变形比,应用理论公式获得切削力.将试验数据和理论计算结果与计算模型进行比较,验证了铣齿加工切削转矩模型的正确性.对切削过程中的残余高度进行几何分析,获得其计算方法.初步完成对铣齿断续切削机理的分析,对铣齿加工精度提供指导作用.     

汽雾冷却下高速切削GH4169切削力仿真及试验分析

汽雾冷却切削技术可以减少切削过程中的切削力,改善材料的切削性能,提高刀具的使用寿命.文中建立了汽雾冷却下切削GH4169有限元仿真模型,在仿真模型中分析切削力随切削参数变化的规律.其次,在汽雾冷却条件下,使用陶瓷刀片车削GH4169.对比分析仿真数据与试验结果,验证换热系数可提高仿真分析的准确性,为汽雾冷却下高效切削G...     

纳米切削多晶铜的分子动力学仿真研究

采用Voronoi方法建立了多晶铜切削模型,基于分子动力学方法实现了多晶铜纳米切削加工的二维分子动力学仿真。分别选用EAM势函数和Morse势函数来计算工件原子间以及工件原子和刀具原子间的相互作用。对切削过程和切削力的变化进行了分析,发现晶界会阻止位错向晶粒内部传播,在已加工区域表面,前一晶粒中的原子会随刀具运动到下一晶粒中形成晶界,切削过程中切削力随时间波动剧烈,并在晶界处会出现瞬时的峰值。     

6061铝合金微铣削切削力仿真与预测

用不同刀刃半径的未加涂层微铣刀对AL6061工件进行槽铣,进行三维仿真模拟并获取仿真切削力。为了验证仿真切削力的正确性,计算理论切削力,采用神经网络法和曲线拟合法通过一系列不同刀刃半径和切厚的二维正交切削仿真获取材料的切削力系数,将其用于计算微铣削工况下的切削力。对比理论切削力和仿真切削力,二者可以很好地重合,证明微铣削仿真获取切削力的准确性,并可将仿真技术应用于不同工况下切削力的预测。     

基于ABAQUS的表面微织构刀具切削钛合金仿真研究

利用有限元软件ABAQUS构建钛合金切削过程的二维仿真模型,通过钛合金切削试验验证模型的正确性。对微织构刀具切削钛合金的过程进行仿真,与无微织构刀具切削钛合金的仿真进行对比分析,研究了微织构刀具应力分布、切削力的变化规律以及对等效塑性应变的影响。仿真研究表明,微织构的存在对切削过程中刀具的应力分布有积极的改善作用,可以降低切削力,减少塑性应变。     

大径向铣削高温合金GH3039切削力试验研究

针对高温合金材料GH3039切削加工性差的特点,设计了大径向铣削力加工试验,测量了切削过程中的切削力。利用最小二乘法对试验数据进行了回归分析,建立了切削力的经验模型,得出了切削参数对切削力的影响规律,为优化切削参数、研究刀片磨损机理提供了参考数据。     

凹槽微织构刀具皮质骨切削仿真研究

在骨钻削过程中,钻削力过大会对骨组织造成损伤,研究表明,微织构能够有效改善刀具的切削性能。将钻削简化为二维切削,研究凹槽微织构刀具对切削力的影响。基于切削理论建立了凹槽微织构刀具的切削力模型,利用ABAQUS软件进行皮质骨二维切削仿真。设计单因素试验确定微织构参数(宽度、间距和刃边距)对切削力的影响,对比分析微织构刀具和无微织构刀具的仿真结果。结果表明:微织构刀具能够有效减小切削力;微织构参数对切削力有不同影响。     

45钢切削加工温度变化数值模拟分析

基于金属材料塑性变形理论,采用有限元软件建立材料的切削过程模型,对二维正交金属切削过程中温度场和应力变形进行数值模拟仿真,得到正交切削过程中切削温度变化,同时切削力变化曲线说明仿真结果确实很好的反映了加工的变化情况。     

基于FEM的可转位浅孔钻钻削应力分析

以安装两片硬质合金刀片的可转位浅孔钻为例,对浅孔钻的刀片所受应力进行了研究。根据内外两个刀片的切削刃在加工中的实际状态,分别对其建立有限元模型,利用Matlab对刀片在优化后稳态加工时有效切削刃的载荷分布进行了多项式拟合,并进行了应力分析;在不同切削用量时对刀片的应力变化情况进行了数值仿真。为浅孔钻结构(主要是刀片槽形)设计、使用的刀片的几何参数的确定,以及加工中切削用量的选用等提供了理论模型和可供参考的结构参数,而且所建立的模型和所采用的研究方法为其它类型的可转位刀具切削力的计算与数值仿真提供了可供借鉴的途径。     

钛合金TC4超声波振动切削有限元仿真

采用Johnson-Cook材料模型,以任意拉格朗日欧拉网格算法（ALE）实现切屑分离,建立了热应力耦合二维正交振动切削模型,并进行了钛合金TCA超声波振动稳态切削的有限元仿真,得到了振动切屑形状和切削力、切削温度的变化曲线,同时将振动切削与普通切削进行了对比分析,分析结果表明,振动切削中切屑变形系数、切削力、切削温度明显降低,剪切角增大。     

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。