考虑刀杆柔性的铣削过程动力学模型

针对目前数控加工中心整体刚性较好的特点,首先提出一种新的适合于长径比（长度和直径之比）较大的立铣刀铣削过程动力学模型,然后基于力学变分原理建立了该模型的振动微分方程并且给出广义力和位移的边界条件;最后对给定铣削力条件下刀杆的动力响应进行了计算机仿真．为后续的动态铣削过程仿真以及加工表面形貌预测奠定了基础．     

金刚石车削表面微观形貌形成机理的研究

为了在超精密加工前预测并控制表面粗糙度，提出一种建立圆弧刃车刀金刚石车削表面微观形貌的几何模型的新方法，开发并编写了表面微观形貌的仿真程序，在程序中考虑了刀具几何参数、振动和最小切削厚度对已加工表面特性的影响，通过理论分析和试验研究确定了最小切削厚度与切削刃钝圆半径之间的关系，分析了影响已加工表面粗糙度的若干因素，并在仿真生成的表面微观形貌中成功地加入了随机振动信号，大量切削试验是在自行研制的亚微米CNC超精密机床上进行的，结果表明：利用所建立的表面微观形貌几何模型，能够预测金刚石车削加工将要获得的表面粗糙度。     

基于等厚未变形切削厚度残余应力预测

机械加工引起的残余应力一直是制造领域关注的重点，表面残余应力状态能反映零部件性能与使用寿命.为更好地了解铣削加工零件表面与次表面残余应力状态，将铣削不等厚未变形切削厚度转换为等厚未变形切削厚度进行微元铣削力建模.通过仿真建立2D等厚未变形切削厚度模型研究切削钛合金时的温度，结合微元力与温度模型对铣削后加工表面残余应力进行预测，并将残余应力预测值、仿真值与实测值进行比较.结果表明，残余应力仿真值与实测值的变化趋势基本一致，通过等厚未变形切削厚度建立的残余应力预测模型能够反映表面应力状态.     

球头刀多轴铣削表面形貌建模仿真研究

基于铣削加工刀位轨迹,通过建立球头刀多轴铣削过程中切削刃上任意点相对工件运动的轨迹方程,求解铣削加工表面点形貌高度值.研究了进给方式、刀具倾斜方式、倾斜角度与主轴偏心等因素对加工表面形貌及粗糙度的影响.该算法的优点在于勿需对刀齿进行离散,也不需对工件进行三维网格划分,通用性好.仿真结果与实验及文献结果对比表明,算法对工件表面微观几何形貌和粗糙度的预测准确度高,对实际加工中合理选择加工参数具有指导意义.     

球头刀高速铣削模具钢热力分布3D模拟

为了获得球头刀高速铣削模具钢在切削过程中的热力分布状态,为已加工表面的热力形成机制研究提供基础数据,利用基于拉格朗日算法的有限元工艺仿真系统DEFORM,对汽车覆盖件模具钢Cr12Mo V的高速铣削过程进行了3D有限元建模仿真.模型模拟了球头刀在倾角为15°时的切屑形成过程,预测的进给方向、跨距方向以及轴向方向的切削力与实验数据相符,在剪切面处模拟所得切削平均温度偏差在10%以内.模具表面切削区轮廓形状与高速铣削产生切屑形貌基本吻合,证明建立的3D模型能够较好地反应切削过程中的热力分布情况.     

汽车模具拐角加工铣削力建模及仿真

针对数控加工汽车模具型腔中的典型特征拐角时,由于刀具切削余量的增加引起刀具振动加大、噪声加剧、铣削力变化明显及刀具与加工表面挤压加大产生振颤,造成刀具刚性不足、使用寿命降低、加工型面表面粗糙度不均等问题.以汽车模具典型特征拐角为研究对象,依据任意角度铣削拐角几何关系,采用有限元模拟分析方法,进行铣削力建模及仿真.首先建立任意角度拐角铣削过程平均切削厚度计算模型,然后进行铣削力系数识别试验确定铣削力系数;其次结合铣削厚度公式及铣削力系数,建立平底立铣刀拐角加工过程建立瞬态铣削力数学模型;最后对拐角瞬态铣削力进行仿真预测,并与拐角铣削加工试验结果对比.结果表明,仿真软件能有效预测拐角铣削力,为切削参数优选提供参考和理论支撑.     

车削加工表面形貌仿真算法

利用图形矩阵变换和矢量运算法则，开发了车削加工中刀具切削刃上任意切削点相对于工件运动的轨迹方程，并创建出一种基于工件和刀具网格划分的三维表面形貌仿真算法．     

介观尺度铣削刀具偏心参数在位识别方法

介观尺度铣削加工中,由制造误差和装夹误差所引起的刀具偏心对于铣削力、表面形貌、刀具寿命等影响很大.本文在分析刀具偏心参数对介观尺度实际切削半径影响的基础上,提出了一种介观尺度铣削刀具偏心参数在位识别方法.推导出耦合刀具偏心参数的切削齿实际切削半径计算公式,分析了刀具偏心参数对刀具实际切削半径的影响.在此基础上,建立了刀...     

考虑刀杆柔生的铣削过程动力学模型

针对目前数控加工中心整体刚性较好的特点,首先提出一种新的适合于长径比（长度和直径之比）,较大的立铣刀铣削过程动力学模型,然后基于力学变分原理建立了该模型的振动微分方程并且给出广义力和位移的边界条件,最后对给定铣削力条件下刀杆的响应进行了计算机仿真,为后续的动态铣削过程仿真以及加工表面形貌预测奠定了基础。     

多轴加工铣削力建模与预测

为提高多轴数控加工铣削力预测精度,提出一种基于真实运动轨迹的多轴数控加工铣削力预测方法。首先采用Levenberg-Marquardt算法计算经验铣削力公式中的瞬时切削厚度,获取未变形切削厚度;然后分析多轴力变换过程中切削刃运动扫掠面和真实未变形切削厚度模型,获得基于真实未变形切削厚度的多轴数控加工铣削力预测模型;最后采用硬质合金圆柱立铣刀在五轴加工中心对2024铝合金工件进行三轴和五轴铣削实验,采集多轴数控加工铣削力数据。实验结果表明,该铣削力预测模型的预测值与实验值趋势吻合较好。     

周铣加工表面形貌仿真新算法

考虑主轴偏心，基于周铣过程中刀具切削刃上任意点与工件相对运动的轨迹方程和周铣过程几何特征，构造出可以求解周铣加工表面上任意一点形貌高度值的三维表面形貌仿真算法，并给出了相应的仿真算例。该算法无需对刀齿进行微段离散，并且不依赖于工件网格划分，加工表面上任意一点形貌高度值的计算次数等于刀具齿数，具有通用性好、运算速度快、结果准确度高的特点。     

柱形棒铣刀铣削锥形螺杆的切削形面产生机理

为了采用柱形棒铣刀实现几何形状较复杂部件螺杆挤出副的高精度铣削加工,根据刀具与工件的空间几何关系,利用柱形刀具截面与工件的实际切削点建立数学模型.经过理论分析推导出在开槽和精加工时由柱形棒铣刀所铣削的实际螺旋形面,说明了其为近似倒锥形而非圆柱形,进而提出了由反求计算校正铣刀摆角的方法,并通过实际试切实验验证了理论分析的正确性.该方法可用于实际切削加工前的计算,以正确确定刀具摆角,有效提高锥形螺杆曲面的加工精度和效率.     

基于零件摩擦学性能的磨削参数优化

采用遗传算法和神经网络相结合,以表面形貌评价参数（表面算数平均偏差、表面支承指数、核心区液体滞留指数和谷底区液体滞留指数）为输入层,以磨削参数（砂轮转速、工件速度、横向进给量和背吃刀量）为输出层,建立多输入多输出的优化预测模型;针对不同使用需求的特定表面形貌结构,利用此模型预测流体润滑条件下相应的磨削工艺参数.验证实验采用与样本实验不同的机床、砂轮和工件尺寸,结果显示,预测值与实验值的最大偏差为12.87%,充分证明了该模型的优化精确性、可靠性和普适性;该模型可有效提高工艺方案的设计效率.     

车削表面三维形貌的仿真研究

通过对影响表面形貌生成的刀具形状、进给速度及刀具与工件间的振动等多种因素的分析开发了车削加工表面形貌的仿真程序,并给出了仿真实例.根据仿真模型,利用OpenGL实现了车削加工的实时显示,仿真结果直观地反应了表面形貌的变化情况.     

Load-induced error identification of hydrostatic turntable and its influence on machining accuracy

In heavy duty machine tools, hydrostatic turntable is often used as a means for providing rotational motion and supporting workpiece, so the accuracy of turntable is crucial for part machining. In order to analyze the influence of load-indcued errors on machining accuracy, an identification model of load-induced errors based on the deformation caused by applied load of hydrostatic turntable of computerized numerical control(CNC) gantry milling heavy machine is proposed. Based on multi-body system theory and screw theory, the space machining accuracy model of heavy duty machine tool is established with consideration of identified load-induced errors. And then, the influence of load-induced errors on space machining accuracy and the roundness error of a milled hole is analyzed. The analysis results show that load-induced errors have a big influence on the roundness error of machined hole, especially when the center of the milled hole is far from that of hydrostatic turntable.     

可控电解珩磨加工的电流控制技术及金属去除规律的研究

研究了以微机实时控制电解珩磨过程中工件表面的电解电场强度,从而调控各点的金属去除速度,获得工件要求的几何形状精度的新加工方法（可控电解珩磨）．该方法在降低工件表面粗糙度的同时,还具有纠正工件几何形状误差的能力,尤其适用于高精度复杂形状工件和难加工金属材料的精密加工．本研究采用不完全微分算法实现电解电流的闭环控制,并且应用人工神经网络技术建立了系统的施电模型．实验结果表明,该方法可获得满意的加工精度．     

螺纹切削过程建模中有关参数的确定方法

目的　为了建立螺纹切削过程的数学模型 ,研究用复杂形状刀具加工复杂形状工件时 ,刀具和工件的描述方法以及切削层参数和形状的记录方法 .方法　用将复杂形状刀具工作表面和工件的被加工表面离散化的方法来记录刀具、工件形状以及工件形状的变化过程 .结果和结论　作者提出的离散化思路在工件弹性变形不大时 ,不仅适用于螺纹切削过程的数学建模 ,亦适用于其它复杂形状刀具加工简单形状工件和用简单形状刀具加工复杂形状工件时的数学建模     

基于网络的虚拟数控铣削系统

描述了一个基于网络的虚拟数控铣削系统.运用3DSMAX和虚拟现实建模语言(VirtualRealityModelingLanguage-VRML)分别建立了虚拟数控铣床模型和三维铣削场景模型.提出并实现了一种适用于VRML语言的工件毛坯的深度元素(dexel)建模方法.运用VRML的外部编程接口(ExternalAuthoringInterface-EAI)实现了JavaApplet和VRML场景之间的交互.在Tomcat服务器平台上开发了一套基于网络的虚拟数控铣削系统,该系统允许用户通过Web浏览器直观地对虚拟数控铣床进行操作.在某一特定的切削条件下,可以获得铣削力以及加工表面形貌等用户感兴趣的数据.据此可对加工工艺参数的合理性进行评估.