多元非线性回归的球头立铣刀几何参数优化

研究球头立铣刀几何参数优化问题。由于球头立铣刀的几何角度对其切削性能有着重要的影响,因此选择合适的几何参数十分重要。为改善铣刀优化设计提出了以前角、螺旋角和一次后角为试验因素的多元非线性铣削力预报模型的建模方法。通过有限元仿真分析,获得了正交试验数据样本,利用回归技术对其进行分析,确定了铣削力预报模型,采用遗传算法对铣刀几何角度进行优化,通过MATLAB软件仿真最终得到了铣削力最小时的最优几何参数值。结果表明:所选几何参数与铣削力确实有非线性回归关系,且优化后的几何参数组合所对应的铣削力比正交组合试验方案所得铣削力最少降低了2.02%,铣削温度最多降低了83℃。     

基于正交试验的喷丝板微孔刀具结构参数对切削性能的影响分析

采用金属切削有限元仿真软件DEFORM-3D建立了喷丝板微孔刀具切削的有限元模型,并基于正交试验表的设计方法,设计了4水平3因素的正交试验表。以刀具切削过程中的轴向力和扭矩作为刀具切削性能影响参数的评价指标,根据正交试验的极差分析结果,确定了喷丝板微孔刀具切削性能评价指标诸因素的影响程度排序。通过对刀具不同结构参数的分析,得到了各结构参数对刀具切削性能影响的变化规律,可为进一步的喷丝板微孔刀具的优化设计提供参考。     

基于ANSYS分析的不同槽型铣刀片切削性能研究

在铣削加工45钢试验基础上,采用ANSYS有限元分析进行几种不同槽型铣刀片切削性能研究。首先,应用铣削力测试系统及正交试验设计法,进行几种不同槽型铣刀片加工45钢试验,比较分析它们的切削性能,并进行了槽型优选;其次,在切削试验基础上,采用有限元分析方法对几种不同槽型铣刀片进行了应力场分析。有限元分析结果和试验结果吻合较好。上述研究工作为铣刀片槽型的开发及优化打下一定的理论与试验基础。     

金刚石圆柱铣刀铣削花岗岩的铣削力研究

铣削力是评价机床功率、金刚石刀具切削性能和使用寿命的关键因素。金刚石圆柱铣刀铣削花岗岩时,选用不同的进给速度f、切削深度a_p和主轴转速n等加工参数,所产生的切削力也各不相同。铣削力测量装置是由数控立式铣床、金刚石圆柱铣刀、压电测力仪、电荷放大器、A/D转换板、计算机等一系列仪器组成。通过依次改变加工参数,从而获得铣削力试验数据,进而设计正交试验,采用极差分析法分析三因素对铣削力影响的主次关系,为优化加工工艺参数、提高刀具使用寿命和充分发挥刀具的切削性能提供良好的理论依据。     

基于彭恒武判别法的高速面铣刀综合性能评价

在分析高速面铣刀变形和振动对其综合切削性能影响的基础上,采用均匀试验设计方法,通过高转速条件下铣刀变形和固有特性数值分析,获得高速面铣刀最大变形与共振频率回归模型;采用彭恒武判别法建立高速面铣刀综合性能判据,并对典型结构高速面铣刀性能进行了综合评判。结果表明,弹性模量、密度等铣刀材料属性对其安全性和高效切削性能具有重要影响;采用铣刀综合性能判据,可有效地控制其变形和共振范围,获得良好的综合切削性能;采用上述评价方法设计的高速面铣刀切削高强度铝合金时,金属切除率达到129600mm3／min,表面粗糙度小于0．8μm,其综合性能满足高速切削要求。     

颗粒阻尼铣刀减振分析与试验研究

研究了多种阻尼颗粒在不同填充参数下对颗粒阻尼铣刀减振效果的影响。对颗粒阻尼铣刀进行锤击实验以测得刀杆阻尼比,进行铣削实验以测得工件表面粗糙度。比较了颗粒粒径、密度、填充率对减振效果的影响,发现了较优的填充颗粒参数。实验结果表明:填充颗粒直径越小,密度越大、减振效果越好,当填充率为70%时,减振效果最佳;选取合理填充颗粒参数时,刀杆阻尼比最高达到4.35%,铣削后的工件表面粗糙度值最低为1.392μm,相比于实心铣刀降低了50.09%;球粉混合填充模型有待进一步研究。     

结合熵权TOPSIS的FDM成型工艺参数多目标优化研究

针对熔融沉积成型试件的长度偏差率、宽度偏差率、孔隙率这3个目标,选择挤出速度(A)、填充速度(B)、分层厚度(C)和填充方式(D)作为控制因子,通过正交试验确定了各控制因子及因子间交互作用对单个目标的影响程度,并基于熵权TOPSIS模型对试验结果进行综合评价,以相对贴近度作为综合工艺目标,结合极差分析和方差分析,确定了各控制因子及因子间交互作用对综合工艺目标的影响程度,得出了最佳工艺参数组合方案,同时对优化方案进行了试验验证。结果表明,填充方式、填充速度以及挤出速度与填充速度的交互作用对综合工艺目标有较强的影响,最优工艺参数组合方案为A1B3C1D1,且优化方案在综合工艺目标上提升了2.25%。     

高速面铣刀设计模型的热力耦合评判方法

基于热力耦合场分析评判高速面铣刀的设计模型。依据需求层次理论,给出高速铣刀性能层次结构,提出高速铣刀性能评判方案;针对高速可转位铣刀串联系统的失效特征和高速铣刀动平衡精度要求,确立高速面铣刀的基本结构,采用均匀试验设计方法获得铣刀组件材料设计方案,构建高速铣削铝合金直径为63mm的面铣刀设计模型;进行高速面铣刀热力耦合场分析,研究铣刀组件材料和转速对其最高切削温度、最大等效应力和刀片位移的影响,评判和优选出可用于高速铣削铝合金的高速面铣刀设计方案;通过高速面铣刀切削铝合金试验,利用铣刀动平衡精度、安全性、切削效率和已加工表面粗糙度试验结果,测试铣刀的高速切削性能满足高速切削要求。     

对数螺线铲齿成形铣刀切削性能试验

传统的阿基米德螺线齿背的铲齿成形铣刀在重磨前刀面后,切削刃上各点的后角将发生变化,从而影响刀具切削性能的稳定。若改用对数螺线作为铣刀铲背曲线,则克服了阿基米德螺线的不足。本文在两种不同铲背曲线成形铣刀的铣削对比试验基础上,分析了重磨前后铣削力、刀具磨损、工件尺寸精度以及表面粗糙度的变化状况,试验结果表明重磨后,与阿基米德螺线成形铣刀相比,对数螺线成形铣刀能改善刀具的切削性能稳定性。     

涂层硬质合金铣刀组织性能研究

针对3种涂层硬质合金铣刀铣削性能差异,通过表面轮廓仪、接触角测量仪,表征涂层的表面状态和基体的硬度,洛氏硬度压痕法和Zeiss超景深三维显微镜表征涂层与基体的结合强度,扫描电镜(SEM)、能量分散光谱法(EDS)分析涂层表面-界面形貌、化学元素分布,铣削420模具钢实验表征切削性能,研究涂层刀具组织差异对切削性能的影响,为涂层选用提供实际和理论依据。结果表明:涂层铣刀铣削性能不仅与涂层种类和结合力相关,还与铣刀基体材料有关。涂层铣刀涂层种类较好,涂层结合力优异,基体脆性小,切削性能优异;涂层刀具涂层种类优异,涂层结合力一般,基体脆性小,切削性能良好;涂层刀具涂层种类优异,涂层结合力良好,基体脆性大,切削性能一般。     

正交车铣TC4钛合金表面粗糙度分析

车铣加工技术是近年发展起来的先进切削加工技术之一。本文采用多因素正交试验法,进行了一系列的正交车铣TC4钛合金切削试验,研究了车铣切削用量与表面粗糙度之间的变化规律。通过方差分析确定了各因素对表面粗糙度的影响大小的主次顺序,每齿进给量和偏心量对表面粗糙度的影响较大。采用回归分析原理,建立了表面粗糙度的预测模型,根据统计检验结果表明,已加工表面粗糙度预测模型呈高度显著检验状态,具有很高的可信度。     

SY钢铣削参数优化及刀具磨损机理的试验研究

通过正交切削试验,研究了用YW2和M2两种硬质合金刀具铣削SY钢新型垃圾焚烧炉炉排材料的切削性能,并获得了优化切削参数。研究结果表明:YW2硬质合金刀具更适合切削加工SY钢;YW2硬质合金铣刀的磨损机理为硬质点磨损、氧化磨损和粘结磨损。     

盘形可转位大模数齿轮铣刀强度有限元分析

通过分析影响盘形可转位大模数齿轮铣刀切削力的几个因素,确定每齿进给量变化是影响切削力的主要因素。以此为基础,介绍了齿轮铣刀的强度有限元分析的方法。利用有限元方法分析齿轮铣刀的刀体强度,验证了铣刀的设计安全性,为铣刀的优化设计提供了参考。     

Method for recognizing wave dynamics damage in high-speed milling cutter

Under the influence of a high-speed, interrupted-cutting impact load, a great difference is existed among the internal load propagation of a milling cutter. Furthermore, the cutter damage caused by partial particle severe vibration has restricted the improvement of a high-speed milling energy efficiency; thus, the essence of wave dynamics damage in milling cutter remains has yet to be revealed. In this paper, through the relation between the systematic whole vibration and the particle motion, the dynamic response of milling cutter’s particle to cutting force load can be solved by the particle motion differential equation which is constructed with a one-dimensional string dynamic system. A combination of Newton’s second law and the constitutive equation of milling cutter material establishes the wave dynamics equation of milling cutter components. An approach for solving the wave front position and wave velocity of milling cutter’s stress wave is proposed, and the propagation path of transient cutting force to the milling cutter is communicated. The attenuation model of stress wave reflection is established to provide a method for revealing the stress wave transmission and distribution in milling cutter. The constitutive relation of milling cutter components under the impact load is obtained by split Hopkinson pressure bar experiment. A force connection method is adopted to make the trans-scale correlation analysis between continuum medium mechanics and molecular dynamics, thereby revealing the wave dynamics damage characteristics of a high-speed milling cutter. The results show that the potential damage position and types of milling cutter can be distinguished by the above method.     

正交试验在PCBN刀具铣削HT200的应用

应用正交试验法,研究PCBN刀具的铣削灰铸铁HT200时铣削用量对刀具耐用度的影响,建立了PCBN刀具耐用度和切削用量的刀具寿命公式,公式表明,切削速度是影响刀具寿命的最主要因素,进给量次之,背吃刀量影响最小。     

CNC铣床切削颤振的动态性能试验分析

以一台大型数控内齿铣齿机为研究对象,结合切削颤振稳定性极限理论与动力学试验,测量机床刀具和工件间相对激振的频率响应曲线,并进行试验模态分析以及切削试验,得出机床振动的各个频率与振型.经对比,找出切削颤振的主振频率.     

铣削ZGMn13高锰钢的刀具耐用度试验研究

采用多因素正交试验法,进行了硬质合金刀具（YT767）铣削ZGMn13高锰钢的耐用度试验。应用数理统计方法和回归分析原理,建立了铣削ZGMnl3高锰钢刀具的耐用度经验公式,研究了主轴转速、进给速度、切削深度、切削宽度对刀具耐用度的影响程度,给出了铣削ZGMn13高锰钢合理的切削参数范围。刀具耐用度分布符合正态分布,应用最大似然估计法对参数进行了点估计,并在置信水平为0．95时求出了参数的区间估计值,为研究ZGMn13高锰钢铣削刀具的可靠性奠定了基础。     

熟阳极炭块铣削力建模及预测

利用正交实验,建立了以切削速度v、切削深度ae、走刀量f为影响因素的阳极炭块切削力与铣削温度预测模型。采用方差分析技术对回归模型的显著性进行检验。检验结果表明,铣削力与铣削温度回归方程呈高度显著性。经验证所建立的预测模型与实验数据拟合得较好,完全可以用于三面刃高速钢槽铣刀铣削熟阳极炭块,并为进一步设计适合在线开槽刀具提供理论依据。     

面铣铣削力试验分析及受力密度函数研究

为建立铣刀片铣削力模型，进行了铣削力试验，对铣削力数据进行了采集，并对铣削力的试验数据进行了分析及数据拟合，以切削理论为依据建立铣削力数学模型及铣削力受力密度函数，为面铣刀的应力分析及评价提供了条件，同时为复杂槽型铣刀片的应力场分析及评价奠定了理论基础。     

曲面铣削过程加工路径对切削力和磨损的影响研究

针对不同走刀路径下的复杂曲面加工过程进行球头铣刀铣削Cr12MoV加工复杂曲面研究,分析不同走刀路径下铣削力和刀具磨损的变化趋势。试验结果表明:通过对比分析直线铣削和曲面铣削过程中的最大未变形切屑厚度,可以得出单周期内曲面铣削的力大于直线铣削过程的力,铣削相同铣削层时环形走刀测得的切削力普遍大于往复走刀测得的切削力;以最小刀具磨损为优化目标,运用方差分析法分析得出不同走刀路径的影响刀具磨损的主次因素,同时利用残差分析方法建立球头铣刀加工复杂曲面刀具磨损预测模型,并通过试验进行验证。