切削热对热缩加长刀杆与刀具配合的承载能力的影响分析

建立热缩加长刀杆与刀具配合的有限元模型,对稳定干切削状态下热缩式加长刀杆与刀具配合的温度、接触压力等热力学特性进行了分析。结果表明在高速切削状态下,热缩刀杆与刀具配合的承载能力是初始过盈量、高转速而产生的离心力以及因切削热而形成的瞬态温度场共同作用的结果。通过分析可知,承载能力主要取决于刀杆与刀具的初始过盈量和瞬态温度。随着切削时间的增长,刀杆与刀具的温度不断升高(由于对流与辐射散热,最后趋于稳定),热缩加长刀杆与刀具配合的接触压力减小,承载能力降低,所能传递的转矩被削弱。对热缩式刀杆的合理设计、选择和应用具有一定的理论和现实指导意义。     

高速加工热缩加长刀杆与刀具配合铣削力预测

根据热缩加长刀杆与刀具配合精加工与半精加工的特点,利用反向传播神经网络(BPNN)建立高速加工热缩加长刀杆与刀具配合的铣削力模型。模型除了考虑6个主要影响铣削力的加工条件外,还将时间参量引入输入向量,实现了三向铣削力的瞬态预测。通过大量的加工实验获得网络所需的训练和检验样本,并通过编制Matlab程序实现了网络性能评价和网络参数优化。检验结果表明,铣削力预测结果与实际测量结果之间具有很好的一致性,三向分力的平均预测误差均小于0.18,在预测效率和精度上均优于通常所用的解析模型,并具有很好的扩展性能。     

高速加工热缩加长刀杆与刀具配合径向夹持刚度分析

建立热缩加长刀杆与刀具配合的有限元模型,给出一种合理确定模型中接触刚度系数的有效方法.随后对不同过盈量、夹持长度及主轴转速对热缩加长刀杆与刀具配合的径向夹持刚度的影响进行分析.最后在建立径向夹持刚度测量方法的基础上,对有限元分析结果进行验证.结果表明,合理的接触刚度系数是正确建立热缩加长刀杆与刀具配合有限元模型的关键;热缩加长刀杆与刀具配合间存在有合理的配合过盈量与夹持长度,以保证配合间夹持均衡而具有很好的夹持刚度,又不至使刀杆强度超过其屈服条件而降低刀杆的使用寿命和精度;当转速超过一定范围时,应考虑离心力对热缩加长刀杆与刀具配合径向夹持刚度的削弱作用.     

热缩加长刀杆与刀具配合的接触特性分析

借助非线性有限元分析技术分析了初始过盈量、配合长度、配合直径以及高速旋转状态下的离心力对热缩式加长刀杆与刀具配合的等效应力、接触变形与接触压力等的影响.结果表明刀杆对刀具的稳定、可靠、高精度夹持取决于合理的过盈量与配合长度;在主轴转速低于20000r/min时,因热缩加长刀杆与其实现过盈配合的刀具的直径都比较小,接触特性主要取决于初始基本过盈量;而当主轴转速高于20000 r/min时,应充分考虑到离心力对刀杆与刀具过盈配合的削弱作用.在此基础上进一步给出了热缩加长刀杆与刀具配合的合理过盈量与配合长度的控制方法与流程,对热缩式刀杆的合理设计和选用具有一定的现实指导意义.     

高速、高精度加工用热装刀具夹持系统

近年来越来越被人们所重视的高速、高精度加工，已使得加工中心、刀具夹持系统、切削刀具三位一体共同进步成为必然的趋势。但是，比起加工中心、切削刀具的发展和进步，刀具夹持系统的发展只是停滞在对以往的形式进行改善、改良上面，而对于满足更高速、高精度的加工要求，在基本性能方面开始出现困难。     

高速精密加工用热装式刀具夹头

热装式刀具夹头是针对高速精密加工而开发的一种新型刀具夹持系统。介绍了热装式刀具夹头的工作原理、加热一冷却装置、主要特点及其应用。     

基于Workbench的套筒有限元热装分析

对过盈配合的装配,方法通常是加热使孔胀大超过过盈量然后把轴和套装配到一起.文中以不锈钢材料为例,对套筒进行热变形分析,然后用正交试验方法安排相关参数求解内孔变形量,最后对数据进行逐步回归分析,得到最大变形量和最小变形量的逐步回归方程,为加热装配提供一定的参考.     

HSK热装式刀具设计的数值计算和分析

利用有限元分析软件NX Nastran中的面接触功能,对高速精密热装式刀具在不同的配合过盈量、不同的刀杆壁厚、不同的配合长度和不同的工作转速等条件下进行了接触变形位移和接触有效应力的计算,其计算和分析结果为HSK热装式刀具配合尺寸公差的选取和结构的优化设计提供了理论指导。     

轴承热装加热温度分析

介绍了轴承的热装方法,通过计算分析了在过盈配合下热装轴承的加热温度范围,为以后装配过程中热装轴承温度提供了加热依据。     

离心力对高速主轴轴承内环过盈配合特性的影响

利用弹性力学,推出了高速离心力作用下厚壁主轴与薄壁轴承内环的变形量及其配合初始过盈量的理论计算公式,给出了主轴转速与过盈量的定量关系;借助接触非线性有限元建立了高速旋转主轴与轴承内圈过盈配合的三维有限元模型,模拟仿真了离心力对过盈配合面间接触应力、过盈量的影响。     

刀杆外径对热缩刀杆与刀具配合的力学特性影响分析

为探究刀杆外径对热缩刀杆与刀具配合的力学特性的影响,对热缩刀杆与刀具配合模型进行理论研究,利用有限元软件ANSYS对静态、径向力作用下及感应加热情况下的不同刀杆外径的热缩刀杆与刀具配合等效应力、接触压力、热变形及热应力等力学特性进行对比分析。结果表明,随着刀杆外径的增大,热缩刀杆与刀具配合的总的接触压力、最大等效应力及热应力增大,配合面的最小热位移差值减小。在径向力的作用下,热缩刀杆上的接触应力不再均匀,最大接触应力明显增大,刀具也因径向力的作用而产生变形。在此基础上进一步给出了热缩刀杆外径的控制方法与流程,对热缩刀杆的合理设计和选用具有一定的现实指导意义。     

涂层刀具高速铣削碳纤维复合材料的铣削力研究

由于碳纤维复合材料(CFRP)的各向异性,纤维的铺层方向对其整体性能有重要的影响。本文采用斜角自由切削方法对具有12种不同纤维方向的T800、T700和T300碳纤维复合材料的切削力进行了试验研究,得出了CFRP单向层合板在不同基体类型和不同纤维方向下切削力的变化规律,并分析了纤维结构对切削力的影响机理。结果表明:基体类型对切削力的影响均匀稳定,无方向性;纤维方向对切削力的影响具有显著的方向性,对切削力影响的强弱关系为F_XF_ZF_Y。     

高速铣削加工6061铝合金刀具螺旋角对铣刀切削性能的影响

高速铣削过程中,铣刀螺旋角的选择对切削性能具有决定性的影响。本文采用Third Wave Advant Edge软件,在硬质合金及高速钢铣刀高速铣削6061铝合金过程中其螺旋角对切削性能的影响进行了三维仿真研究,分析了螺旋角对硬质合金铣刀和高速钢铣刀在切削中的温度、应变、切削力和功率等的影响。结果显示,随着刀具螺旋角从20°增加到40°,硬质合金刀具和工件的最高温度、力矩以及功率都有所下降,其中,切削力虽然整体呈下降趋势,但是Z向的切削力有所上升;而高速钢刀具和工件的最高温度有所下降,而力矩以及功率都是先增加再下降,其中X与Z向切削力增加,Y向切削力减小。     

高速铣床主轴系统的特性与分析

高速铣削加工在高速切削加工中扮演着最重要的角色，而高速铣床所选用的主轴系统特性的优劣，又直接影响着高速铣削加工的质量。介绍了高速电主轴、高速磁力轴承主轴这两种高速铣床主轴的结构和特性，并对其特性及存在问题进行分析。     

高速铣削刀具磨损研究进展

介绍高速切削的特点、应用现状和加工时刀具遇到的问题,针对刀具磨损机理(刀具材料、切削参数、冷却方式、铣削方式)和刀具磨损监测等方面,综述了近几年高速铣削难加工材料时刀具磨损的研究进展,并对其发展趋势进行了讨论。     

高速加工刀具工艺参数的优化

以几种典型模具材料的高速加工为例 ,介绍了德国Darmstadt工业大学PTW研究所对高速加工刀具工艺参数优化的研究成果     

高速铣削系统动态测试及切削力分析

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,特别在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.文章进行了铣削系统的动力学分析,测量了切削过程中工件的振动,分析了高速条件下铣削铝合金铣削力随切削速度变化的规律.