基于刀具跳动的环形铣刀切削厚度模型的切削力计算

数控铣削过程中,切削变形引起的瞬时切削厚度是影响铣削加工切削力建模的重要参数之一,针对环形铣刀的切削特点,在考虑刀具跳动的情况下,对真实刀刃轨迹运动进行分析。将微细铣削的加工过程用宏观铣削来表示,从而建立了基于宏观铣削过程中刀具跳动下精密加工的瞬时切削厚度。通过仿真模拟和切削力试验来预测切削力,预测结果和试验结果具有一致性,表明该模型可以更好的预测加工过程中的切削力。     

基于布尔运算的球头铣刀瞬时切削厚度建模及分析

在五轴球头铣刀的铣削加工中,瞬时切削厚度模型的建立是准确预测切削力的关键步骤之一。目前大部分模型注重刀具和工件接触区域的建模,仅考虑了参与切削的刀刃切削厚度,而忽略了刀刃对工件的影响。本文提出一种基于布尔运算理论的瞬时切削厚度建模方法,从瞬时切削厚度的理论出发,考虑了所有刀刃对工件切削厚度的影响,并引入根据球刃曲线创建的辅助实体模型对瞬时切削厚度进行提取,并经铣削力试验验证了该模型的有效性。     

基于斜角有限元仿真的齿轮铣削力预测研究

针对采用机械力学模型或铣削有限元仿真方法计算齿轮铣削力耗时且繁琐的难题,提出了一种基于斜角有限元仿真的铣削力预测方法。该方法将铣刀的切削刃离散成无限小的微元斜角切削过程,通过一系列斜角切削过程仿真,拟合得出了切削力系数与未变形切削厚度之间的关系;然后通过几何变换,将所求得切削力系数运用于铣削过程,得到了作用在齿轮刀具上的瞬时切削力。通过与实际铣削仿真得到的结果进行对比,结果表明,斜角切削有限元仿真方法可以应用到齿轮轮齿的铣削过程中,并验证了所提出方法的有效性,为齿轮制造过程中力的预测及后续齿轮加工表面完整性研究奠定了较好基础。     

基于铣削力精确建模的工件表面让刀误差预测分析

航空航天制造业结构件的高速铣削加工中,在切削力作用下由整体铣削刀具挠度变形所引起的工件表面让刀误差,严重制约零件的加工精度和效率。针对这一问题,通过建立铣削力精确预测模型,结合刀具刚度特点,对工件让刀误差进行预测分析。将切削速度和刀具前角对切削力的影响规律引入二维直角单位切削力预测模型,并通过试验进行相关系数标定。借助等效前角将直角切削力预测系数应用到斜角切削力的预测,通过矢量叠加构建整体刀具三维切削力模型。分析刀具挠度变形对铣削层厚度及铣削接触中心角范围影响规律。基于离散化的刀具模型和切削力模型,建立铣削载荷条件下刀具等效直径悬臂梁模型弯曲变形计算方法。构建以刀具变形对铣削过程影响作用规律为反馈的刚性工件表面让刀误差及切削力柔性预测模型,通过整体铣刀铣削试验验证所建立理论模型的预测精度。     

基于Z-MAP方法的球头铣刀铣削力的建模

瞬时刚性切削力的建模是铣削加工物理仿真的基础,然而,球头铣刀的刀齿形状复杂,加工过程中姿态多变,瞬时刚性铣削力的建模难度较大。在考虑刀具姿态调整的情况下,通过齐次坐标变换建立了刀齿的运动轨迹,提出了一种识别刀具和工件瞬时接触区的改进Z-MAP算法,通过计算当前刀齿的参考线与工件的边界面或刀齿扫掠面的交点求出瞬时未变形切屑厚度,并采用非线性回归的方法辨识了切削力系数,在此基础上使用微元积分法建立了瞬时切削力的计算模型。为了验证仿真模型的可靠性,分别进行了垂直加工和倾斜加工试验,试验和仿真结果具有较高的一致性,表明该建模仿真方法是有效的,可以为实际加工中参数的选择和优化提供理论依据。     

基于真实刀刃轨迹的立铣刀切削厚度模型

瞬时切削厚度是铣削加工建模研究的重要参数之一。通过分析刀刃切削轨迹,可以得到准确的瞬时切削厚度,但需要求解复杂的超越方程。通常对切削刀刃轨迹进行不同程度的简化来求解近似的瞬时切削厚度。为得到准确的瞬时切削厚度,提出一种新的切削厚度计算模型。基于立铣刀真实切削刀刃轨迹,对近似的切削厚度模型进行补偿,得到较传统计算方法更为准确的结果,计算过程也更为简单。通过切削力试验验证,该模型可以得到更好的动态切削力预测结果。     

高速铣削过程铣削力建模及析因试验分析

根据铣削过程和铣刀的几何模型,建立铣削力的瞬时表达式和平均切削力公式,给出基于响应曲面法的切削力系数的二次多项式。综合应用析因试验设计和统计分析理论,计算切削力系数的回归系数模型并分析了切削参数对切削力系数的影响规律。     

螺旋立铣刀切削力建模分析及加工优化研究

铣削加工中铣刀切削刃与工件的相互作用是一个快速、复杂的变化过程,且其受力变化是其它一切物理量变化的根源,因此研究在铣削加工过程中铣削力具有重要意义。这里研究了切削深度对切削力的影响,提出了一个快速反映切削力波动的切削系数。通过时域分析了在不同切削系数状况下的切削力波动与工件加工质量从而验证了方法的有效性。研究结果表明选择合理的切削系数可以降低切削力波动。因此可以通过选择合理的切削深度在保证加工质量的同时提高切削效率。     

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。     

自由曲面等高加工铣削载荷预报

实际生产过程中球头铣刀主要用于曲面加工,但是关于球头铣刀曲面加工切削力的研究很少.本文针对曲面铣削加工中球头铣刀切削力预报的问题,通过离散近似将动态的切削过程分解为一系列进给方向和刀具与工件接触区不断变化的微小瞬态阶段,将剪切和犁切双重作用的静态球头铣刀切削力模型引入到自由曲面铣削载荷预报中,并选取一自由曲面工件进行铣...