基于ABAQUS的带状切屑有限元仿真研究

稳态金属切削过程中,若形成可断带状切屑,可以得到较好的表面质量。为研究带状切屑的形成过程,采用Johnson-Cook材料模型,利用任意拉格朗日欧拉网格算法(ALE)实现切屑分离,建立二维正交自由切削模型。有限元仿真获得带状切屑形成时的切削力、切削应力及能耗变化趋势,并对相关数据进行处理。通过分析不同刀-屑摩擦因数对切削过程影响规律,切削力变化趋势预测,切削各阶段对应力场影响的判断,切削过程中总能量变化情况等,初步揭示第一变形区弹性变形规律。研究为进一步揭示带状切屑的形成机理奠定基础,对金属切削实践具有一定的指导意义。     

超声振动车削参数对切削力的影响

为了探究超声振动车削(UVT)过程中刀具振动频率、振幅和切削速度3个参数对切削力的影响,课题组通过建立有限元模型,对高强度铝合金超声振动车削和普通车削(CT)过程进行了对比研究。首先,研究了切削区域的Mises应力分布的变化;其次,对切削区域温度和微观切屑形态进行了分析,从微观层面揭示UVT方法降低切削力和切削温度的机理;最后,分别研究了刀具振动频率、振幅和切削速度对UVT平均切削力的影响。研究表明:超声振动车削的有限元仿真结果与"刀具-工件接触比理论"一致;在一定的范围内,增大刀具振动频率或振幅以及降低切削速度的方法可以有效降低切削力。文中的研究显示合理的选择超声振动车削工艺参数可以降低切削力,改善高强度铝合金的制造工艺。     

椭圆振动车削TC4的切屑形态和切削力研究

为探究超声椭圆振动车削钛合金TC4过程中振幅、频率和刀尖圆角半径对切屑和切削力的影响,课题组通过建立有限元模型,将常规切削(CC)和椭圆振动切削(EVC)钛合金TC4过程进行对比研究。首先对所用超声椭圆振动的运动特性进行推导,确定刀屑接触率;其次通过理论分析,将切屑和切削力相结合,建立切削力模型;最后分别研究不同频率、振幅对超声椭圆振动切削稳定过程时的切屑形态、切削力和切削温度的影响。研究结果表明:椭圆振动切削过程刀具和切屑间存在周期性地分离,可以用刀屑接触率ts表示;在一定的范围内,增加振动幅值、振动频率以及刀尖圆角半径可以减小切屑厚度,降低切削力; EVC方式下可以选择合理的参数来降低切削力,并可以通过测量宏观切屑厚度来预测切削力,更好地指导生产加工。     

PcBN刀具在硬态切削中的应用

从PcBN刀具的切削性能、切削力的特征、锯齿形切屑的形成机理、金属软化效应、已加工表面质量以及刀具磨损机制等方面介绍了PcBN刀具在硬态切削中的适应性研究方面的进展情况,以期引起重视．充分发挥PcBN刀具的潜在性能。     

基于AdvantEdge的表面微织构刀具切削性能仿真研究

表面微织构的刀具与无微织构刀具的切削性能不同,为了研究前刀面带有沟槽微织构的硬质合金刀具的切削性能,通过三维绘图软件绘制织构刀具的二维简化图导入Advant Edge中,利用有限元软件Advant Edge构建切削过程的二维仿真模型,在相同条件下,运用单一变量法对微织构和无微织构刀具进行二维切削仿真,通过对比发现织构刀具在应力、切屑形态方面都有积极的改善作用,刀具表面微织构能够降低切削力、切削温度。     

基于ABAQUS的高温合金GH4169切削力仿真研究

为了研究镍基高温合金加工中切削用量对切削力的影响,课题组借助高温合金的材料本构模型、失效准则、切削过程中的切屑分离准则和摩擦模型,利用ABAQUS有限元分析软件建立了镍基高温合金的二维切削仿真模型,分别以切削速度、切削深度和进给量为单一变量,探究切削力的变化规律。结果表明:切削力随切削速度的增加而减小,并趋于稳定状态;切削力随着进给量和切削深度的增大而增大;相较于切削速度,进给量和切削深度对切削力的影响更大。     

超声椭圆振动切削航空铝合金的数值研究

为了研究7075航空铝合金在超声椭圆振动切削(Ultrasonic Elliptical Vibration Cutting,UEVC)下切削速度、背吃刀量、振幅和频率对切削力和切削温度的影响.课题组运用ABAQUS有限元软件建立了仿真模型,对比分析了不同切削方式对航空铝合金力学性能的影响.仿真结果表明:在UEVC过程...     

竹材切削变形的初步研究

进行了竹材的切削实验,运用CCD摄像技术拍摄竹材切削过程中的变形以及切屑形成情况,观测竹材在不同切削厚度、含水率、切削方向等条件下的切削特点,在此基础上对切屑进行初步归类并分析了各类切屑形成的机理及条件.     

木材年轮对切削力和切屑变形的影响

在纵向（９０－０）木材切削过程中,经常会遇到两种不同的切削情况：径向切削和弦向切削。本文主要研究两种切削情况的切削力和切屑变形的差异。所选用的试材为挪威常用的５种木材：松木,云杉,桦木,杨木和栎木。试验表明,两种情况下的切屑变形和破坏程度及切削力存在差异。径向切削情况下的切削力波动较大,切屑破坏较大。切削力的峰值随着切削厚度增加而增大,但栎木增大幅度大于其它４种试材。     

SiCp/Al复合材料的车削仿真研究

为了分析SiCp/Al复合材料的切削力形成机理,同时考虑SiCp/Al复合材料加工性能以及成本问题,课题组建立了SiCp/Al复合材料的工件和切削刀具二维有限元仿真模型.利用ABAQUS有限元分析软件动态模拟SiCp/Al复合材料的车削过程,通过改变切削速度和刀尖圆弧半径2个切削参数,得到了SiCp/Al复合材料切削力...     

基于ABAQUS的金属切削有限元仿真

因为金属材料的切削运动是一种非线性的动态过程,所以用传统的分析方法很难对切削机理作出定量的分析,得出准确的结论。本文基于弹塑性的有限元理论建立易切削钢二维有限元模型,使用限元仿真软件ABAQUS,对易切削钢在切削过程中弹塑性变化模型进行仿真分析,并且在不同的切削深度下,对工件切削变形区的切削力以及等效塑性应变进行解析。通过对工件切削变形区的切削力变化云图和等效塑性应变云图分析得出结论：随着切削深度的增加,切削力也逐渐变大,断裂应变也随之逐渐增大。     

低速切削木材的声辐射分析

成功的木材机械加工自动机需要精确和连续的了解加工状况(例如,刀具磨损的程度和速度及加工表面的光洁度).通常通过测量切削力,刀具振动和功率消耗来监测加工过程.通过研究,着手确定木材加工的声辐射信号源,及用监测器测定加工过程中声辐射信号源的强弱程度.发现剪切区域的塑性变形,木片(切屑)在刀具前面上的滑动,工件表面在刀具后面上的摩擦和木片的断裂可能是声辅射源.在低速切削白枞木时,试验了各种切削参数(前角,后角,接触长度,试件温度,压尺压榨率)对声辐射源的影响,测定出刀具尖端剪切区域塑性变形的变化是声辐源变化的主要原因.声辐射单个的尖顶脉冲变化率与切削力之间没有相应的统计学关系,但趋向是对实测的切削条件敏感,而对声辐射信号的均方根不敏感.     

基于Matlab的细长轴车削振动因素研究

颤振是影响金属切削加工工件表面质量的主要因素,尤其车削细长轴工件时更容易发生切削颤振。文章基于横向振动理论建立了细长轴车削过程的振动模型,并从力学及数值分析角度求解了切削力引起的工件振动响应;在Matlab软件中通过仿真研究了切削用量和工件长径比的变化对工件振动响应的影响。设计了以背吃刀量、进给速度、主轴转速及工件长径比为变量的四因素三水平正交车削实验,分析4个因素对工件切削力的影响。实验表明长径比、背吃刀量、进给速度和转速对切削力的影响程度依次降低,实验结论验证了仿真结果的正确性,揭示了细长轴车削过程的动态特性。     

切削过程切削表层应力与温度的仿真分析

在切削过程中,工件被高强度挤压,产生塑性变形,会导致切屑与切削表层分离,产生极强的温度场与应力场。由于切削的不均匀性,以及会产生大量的切削热,使加工表面产生了残余应力。通过ABAQUS有限元软件模拟Ti-6Al-4V的切削过程,得到工件切削表层的应力与温度变化情况,得出切削速度与进给量对工件切削表层的应力与温度的影响规律。     

高速硬切削GCr15考虑刃口参数的切削力试验与仿真

目前对淬硬钢的研究结果看,对淬硬钢的切削力预报是有较大误差的。为了更好的控制硬态切削过程,本文将切削参数进行试验设计并进行切削力试验,通过两种不同刃口刀片切削试验对比,并结合有限元仿真的方法,研究刀具切削刃的几何结构在高速切削GCr15淬硬钢过程中对切削力的影响规律。     

基于DEFORM-3D的不锈钢切削力有限元仿真

为更好地研究金属材料的切削加工过程,以DEFORM-3D软件为平台,利用有限元方法对0Cr18Ni9不锈钢的切削过程进行了建模与仿真,分析0Cr18Ni9不锈钢的切削力变化规律以及切削速度和进给量对其切削力的影响,并同理论计算结果进行对比验证。研究表明,DEFORM-3D软件所得仿真数据与理论计算结果吻合度较高,说明仿真结果具有较高的可信度,为系统地研究金属的切削过程提供了一种新的途径。     

木材振动切削初探

木材振动切削是脉冲切削.在切削的过程中,刀具周期性地离开和接触木材,其运动速度的大小和方向在不断地变化.刀具速度的变化和加速度变化,使木材切削为一断续过程.刀具振动切削具有许多优点,如;平均切削力小,切削温度低,刀具磨损小,刀具耐用度大.     

激光加热切削

分析了激光加热切削的机理与优越性，研究了激光参数与切削力和切削温度的关系。     

木材切削新技术介绍(二)

第二篇振动切削(一)起源与发展为了消除锯路损失,提高加工质量而出现了一种新型切削方式——振动切削,即刀具边振动边切削。对于机械加工来说,在振动条件下的动态切削力系数r和切削刚度K_(cb)是确定机床动刚度主要参数,切削刚度与动态切削力系     

切削参数对车削交叉滚子轴承切屑形态的影响

采用硬质合金刀片对交叉滚子轴承进行单因素切削实验,收集切削过程中产生的切屑与数据,利用显微镜观察切屑形貌,研究切削参数对切屑形态的影响。结果表明：切削速度越大,进给量和背吃刀量越小时,切屑变形系数越小,越容易形成带状切屑;进给量对于切屑断裂的影响最大,背吃刀量次之,切削速度影响最小;在进行粗加工时,应选择较大的进给量与背吃刀量,以保证良好的断屑性能。