二维振动铣削切削厚度及刀尖轨迹数值仿真

通过分析二维振动铣削条件下刀尖运动轨迹特点,利用椭圆方程与旋转矩阵建立了描述刀尖运动轨迹最大轮廓的数学模型,在刀具同一转角下,运用距离间计算公式求得任意转角下的切削厚度值。通过对不同加工参数下刀尖轨迹数值仿真分析,获得了实现理想刀尖轨迹和切削厚度曲线的条件,从而为二维振动铣削的理论研究打下基础。     

基于Deform的切削参数对微铣削加工切削温度的影响分析

为了进一步认识切削过程对温度的影响,应用Deform仿真平台,对切削参数对切削力和切削温度的影响展开仿真分析.通过UG软件构建刀具,将其导入ABAQUS内完成建模过程.仿真结果得到:微铣削加工切削温度在刀面处获得最高的温度,此位置摩擦受热最大.在0.01 ～ 0.05 mm的切削深度范围内工件形成最高温度,随着主轴转速逐渐增大,切削最高温度表现出单调增加的变化规律.随着进给速度逐渐增大,切削最高温度表现出先增加后减小的变化规律,最大值发生在进给速度为20 mm/min时.     

基于正交切削模型的铣削加工有限元仿真

以铲齿成形铣刀的使用寿命为优化目标,对刀具的几何角度、切削用量进行模拟研究。建立正交铣削加工模型来模拟仿真铣削过程,并对切削加工过程中所得到的一些基本物理量进行分析和讨论。从理论深度上把握切削加工的状态,为建立合适的加工工艺策略提供理论和技术上的支持。     

NC铣削加工切削过程仿真

提出一种数控铣削加工切削过程的仿真算法。该算法基于视觉坐标系进行单元分解表达，便于一维布尔运算的实施以及快速真实感图形显示，在华中理工大学ＣＡＤ中心开发的曲面造型系统－ＳＣＡＤ１．０中实现，得到了令人满足的效果。     

介观尺度最小切削厚度模型与分析

针对介观尺度切削加工中存在的最小切削厚度,描述了最小切削厚度形成机理,提出了一种基于刀具刃口半径及工件和刀具间摩擦因数的最小切削厚度理论模型,并将切削参数代入理论模型计算出其最小切削厚度值为2.3μm。以钛合金Ti6Al4V为研究对象,基于Abaqus建立钛合金二维切削模型,通过仿真得出最小切削厚度值在2μm～3μm之间,从而验证了最小切削厚度理论模型的正确性。并分析了刀具刃口半径及工件与刀具间摩擦因数对最小切削厚度的影响,结果表明,最小切削厚度值与刀具刃口半径成正比,与工件和刀具间摩擦因数成反比。     

切削参数对高进给铣削高强度钢切削温度的影响

高进给铣削是一种采用小切深、大进给的铣削加工方式,在深腔的加工中具有较高的加工效率和加工质量。为了研究切削参数对切削温度的影响,建立了高进给铣削34CrNi3Mo高强度钢仿真模型,采用正交试验法法设计了仿真研究方案,运用极差分析、方差分析等方法研究了仿真得到的切削温度,依据多元回归分析法得到切削温度的经验公式。结果表明：通过增加切削深度来提高高进给铣削高强度钢的切削效率,有利于避免切削温度的大幅度增加。     

微细铣削毛刺实验研究

在自行研制的三轴联动微细铣床上,选取典型微三维零件特征进行铣削特性实验,对加工过程中产生的微细毛刺进行观察与分析,研究微铣削毛刺的形成及影响因素,得到铣削加工各因素对毛刺形成影响的一般规律。并通过合理地选择加工参数和刀具材料,达到减小毛刺的目的。     

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。     

微铣削热源模型的仿真与比较

为了研究硬脆材料微铣削的温度场,基于微铣削石英玻璃,建立了微铣削热源分布模型。该模型将热源形状假设为半圆形,并在该热源形状下对矩形热源、三角形热源进行了有限元分析,通过微铣削石英玻璃试验将测量的温度数据与有限元结果做了对比分析。结果表明:矩形热源模型比三角形热源模型更加接近实际的微铣削区热源分布情况,加工参数中的主轴转速对微铣削温度影响程度最大,主轴倾角次之,切削深度和进给速度则相差不大。     

微铣刀在位制备方法研究

提出基于WEDG技术的微铣刀在位制备方法,将微铣刀的制备与使用结合起来,在同一台微细电火花加工机床上完成微铣刀的在位制备与在位铣削过程,可实现微铣刀的低成本高精度制备,同时避免微铣刀的二次装夹所造成的倾斜和偏心误差,提高微铣削整体质量。为验证基于WEDG技术的微铣刀在位制备工艺方法的可行性,基于自研μEM-200CDS2型双主轴三工位微细组合电加工机床平台,进行了微铣刀在位制备与在位铣削的实验研究。结合WEDG工艺特点对微铣刀进行材料选用与构型设计,实现了直径小于100μm、刃口锋利的D型微铣刀的制备,并利用所制备微铣刀在位铣削出最小壁厚小于20μm的一组薄壁结构。实验结果表明:基于WEDG技术的微铣刀在位制备方法在原理和技术上是可行的。     

微径铣刀及微细铣削技术的研究进展

介绍了微径铣刀在制造工艺、刀具性能、刀具材料和涂层技术方面的研究进展;讨论了微细铣削技术在表面粗糙度及毛刺、切削力、刀具磨损及寿命等切削机理以及对微小零件加工能力的研究成果和发展前景。     

微细铣削加工刀具磨损数值模拟的研究

采用商业有限元DEFORM-3D软件,建立了三维微细铣削加工模型,利用该模型动态模拟了硬质合金微径铣刀铣削加工2A12工件时刀具的磨损变化形态。结果表明,与常规刀具磨损形态不同,微径铣刀的磨损主要发生在刀尖处,后刀面磨损形态为近似三角形。针对这一特点,提出利用后刀面刀尖处的最大磨损高度hmax判断微径铣刀磨损量的方法,研究铣削方式对刀具磨损量影响的变化规律。仿真结果可用于预测刀具磨损变化规律,为微细铣削加工参数的优化、微径铣刀的合理选用、设计及进一步有效控制刀具磨损提供研究手段。     

切削参数对微铣毛刺尺寸影响的试验研究

以铝合金Al6061-T6为研究对象,采用单因素试验方法,利用MIKRON UCP800五轴联动加工中心进行了微铣槽试验,研究了主轴转速、切削深度和进给速度对顶部毛刺尺寸的影响,初步揭示了上述切削参数对顶部毛刺尺寸的影响规律,为主动控制微铣加工过程中的毛刺尺寸提供依据。     

微细铣削航空铝合金温度场试验研究

采用红外热像仪测量微细铣削加工航空铝合金材料中的切削温度。分析微刀具、工件及切屑的温度场分布规律;研究进给速度、主轴转速、背吃刀量对切削温度的影响。研究结果表明微细铣削加工中切削温度较低,最高切削温度出现在微刀具与工件的接触区域。进给速度对切削温度影响较大。该试验结果可用于微细铣削加工参数优化,也可为提高工件表面加工质量、合理设计与使用刀具提供理论依据。     

单晶DD98微尺度铣削表面质量试验研究

为探究单晶DD98微尺度铣削的表面质量,采用直径为0.6mm的微铣刀对单晶DD98进行三因素五水平的微尺度铣削正交试验。通过极差分析和方差分析发现：主轴转速对DD98表面质量的影响最大,铣削深度的影响次之,进给速度的影响最小;单晶DD98表面质量最好的工艺参数组合为主轴转速36000r/min,铣削深度5μm,进给速度100μm/s。得到了主轴转速、铣削深度和进给速度对表面质量的影响规律,并对其机理进行了分析,从而为单晶DD98材料的微尺度铣削加工提供理论依据。     

变厚度钢板轧制过程中辊缝设定模型研究

利用离散化方法分析了钢板在压下量连续变化时的变形规律,研究了辊缝的计算模型。计算结果与有限元分析结果较好地吻合,表明该理论分析具有一定的参考性,为变厚度轧制技术的研究提供了理论依据。