轴向车铣细长杆的动力学分析

根据弹性体动力学理论,建立轴向车铣细长杆的动力学模型,得到了各阶固有频率和主振型的计算公式,分析了在简谐激励下细长杆强迫振动的动力学响应.利用ANSYS对40Cr细长杆的车铣加工进行了模态分析和谐响应分析,得到了细长杆振动峰值的频率和幅值,且与理论计算的结果一致.研究结果表明,在细长杆的车铣加工中,应合理选择铣刀转速和齿数,可使切削频率避开共振区间,有利于得到更好的加工质量.     

弱刚度细长杆正交车铣加工的研究

分别采用正交车铣和车削对弱刚度细长杆类零件进行了精加工试验研究，试验结果表明，对弱刚度细长杆采用正交车铣加工比传统车削加工能够得到更小的表面粗糙度值和更高的加工精度。     

细长杆车削系统的动力学建模

根据等截面梁的横向振动理论，建立细长杆系统横向自由振动的偏微分方程，求出细长杆的振型函数。当设定装夹情况为卡盘—顶尖装夹时，求得细长杆的一阶固有频率。从激励及切削力的分析知，切削力对细长杆的激励可简化为两个相互垂直的简谐力激励，此简谐力的频率就是细长杆的转速。所以，要减小细长杆车削中的振动，转速必须远离细长杆系统的一阶固有频率，即避免产生共振。     

无偏心正交车铣理论切削力

为了深入研究无偏心正交车铣加工的切削过程,针对无偏心正交车铣加工变厚度、变深度切削的特点,把切削刃划分为圆周刃和端面刃两部分,分别以其瞬时切削面积为主要研究对象构建了计算各自瞬时切削力的数学模型,并通过数学模型对其瞬时切削力的变化进行了仿真。结果表明,无偏心正交车铣为多参数影响下的变切削力加工,圆周刃、端面刃在切削过程中都发挥重要作用,瞬时切削力的最大值由二者共同决定,但圆周刃上的切削力明显大于端面刃。圆周刃、端面刃几乎同时切入、切出工件,在一次完整的切削过程中圆周刃上的瞬时切削力发生一次突变,端面刃上的瞬时切削力则无突变发生。     

偏心对正交车铣影响的理论分析

重点阐述了在正交车铣中偏心与轴向进给的关系及其偏心对切削过程的影响。     

正交车铣理论粗糙度的计算

本文对车铣技术进行了简要的介绍，建立了正交车铣加工件理论粗糙度的计算公式，并分析了主要工艺参数对已加工件理论粗糙度的影响。     

车铣复合加工不锈钢细长轴的试验研究

对不锈钢细长轴进行车铣复合切削加工试验,重点研究了工件转速、铣刀转速、切削厚度等因素对工件加工表面粗糙度的影响,并对试验参数进行了优化。在优化的切削参数下,以尺寸精度为评价指标,对长径比较大的不锈钢细长轴进行正向、反向车铣加工试验研究。结果表明,反向车铣切削加工细长轴,能够获得较好的表面质量和较高的加工精度;在较优的工艺条件下,可获得表面粗糙度值为Ra0.458μm,尺寸精度优于0.015 mm的Φ9mm×300mm的不锈钢细长杆。     

高速正交车铣刀具磨损的研究

介绍了正交车铣的特点，通过实验得到了高速正交车铣时刀具的磨损曲线，在此基础上对刀具的磨损进行了分析，实验表明，高速正交车铣中无冷却液切削的刀具耐用度高于有冷却切削液切削的刀具耐用度。     

轴向车铣理论切削力的研究

以瞬时切削面积为主要研究对象建立了瞬时切削力的计算模型,并对瞬时切削力的变化进行了仿真。结果表明,轴向车铣为多参数影响下的变切削力加工,单齿瞬时切削力在整个切削过程中都是一个变化量,且圆周刃为主切削刃,其切削力远大于端面刃。在一次完整的切削过程中,整个刀齿的瞬时切削力产生两次突变。     

正交车铣铝合金工件表面粗糙度的研究

通过实验得到了车铣铝合金时,不同轴向进给量、用向进给量、切削速度及切削深度下工件的表面粗糙度,并由此分析了这几个切削参数对表面粗糙度的影响。     

基于Deform-3D的细长杆切削加工仿真研究

为了更好地研究细长杆的切削过程,以有限元分析法为基础,借助Deform-3D软件的切削仿真模型和数值模拟分析环境,通过对金属切削过程中切屑的形成及流动进行模拟,获得切削力变化规律,切削热和应力应变的分布情况。仿真结果对实际加工过程中工艺效果的预测提供理论依据。     

基于最大正交车铣切削效率的切削用量选择

针对正交车铣的最大切削效率问题,确定切削速度、轴向进给量、工件转速为正交车铣的切削用量优化设计变量,建立相应的切削用量优化设计目标函数。并根据实际切削过程中工艺参数和加工要求,建立约束条件方程,采用Matlab数学软件的序列二次规划法(SQP)获得正交车铣切削用量的最佳选择。     

微小型无偏正交车铣加工系统稳定性研究

以微小型车铣复合加工系统为对象,通过对微小型车铣加工工艺系统进行分析将其简化为进行端铣研究。针对加工系统中刚度最低的工件系统利用再生型颤振理论进行分析,得到加工稳定性叶瓣图,并且通过实验验证了该叶瓣图的准确性。得到的微小型车铣稳定性叶瓣图可以指导微小型车铣的加工参数选择,提高微小型车铣加工效率。     

细长轴超声椭圆振动辅助车削试验

设计了铝合金细长轴超声椭圆振动辅助车削试验,测量了不同超声波电压下的刀具振幅。分析了铝合金细长轴超声振动辅助车削切削力变化规律,开展了普通车削与超声椭圆振动辅助车削单因素对比试验,对比了两种不同加工方法对切削力及细长轴不同区域表面粗糙度。试验结果表明:在相同切削参数条件下,超声椭圆振动辅助车削三个方向的切削力均小于普通车削切削力,并且随着振幅的增加切削力进一步降低。两种加工方式下细长轴的中间区域表面粗糙度均比两端差,但超声椭圆振动车削沿细长轴长度方向的表面粗糙度的均匀一致性优于普通车削。超声椭圆振动车削加工后的表面纹路较普通车削均匀缜密,且断屑效果优于普通车削,普通车削形成的切屑为连续切屑,切屑缠绕严重,而超声椭圆振动辅助车削的切屑形状为断续切屑,随着振幅的增大断屑效果提高。     

涂层硬质合金正交车铣TC4钛合金刀具寿命试验分析

在Mazak Integrex 200Y车铣复合加工中心上,顺、逆铣干切和切削液条件下,取v=150、200m/min两种切削速度,采用涂层硬质合金S30T对TC4钛合金进行正交车铣刀具寿命试验。试验结果表明,当达到磨钝标准0.3mm时,在切削速度为150m/min时,顺铣干切和切削液条件下,逆铣干切及切削液条件下,切削路程都相差不明显,切削液对刀具寿命的影响不大;切削速度为200m/min时,顺铣干切和切削液条件下,切削路程相差明显,使用切削液条件下刀具的寿命延长;逆铣干切和切削液条件下,切削路程相差不明显,切削液对刀具寿命的影响不大。通过对比得出S30T正交车铣TC4钛合金时优先选用顺铣切削液加工方式。     

正偏心正交车铣精加工切削层几何形状研究

针对未考虑正偏心正交车铣切削层几何形状而导致难以全面反映正交车铣切削层几何形状变化规律的问题,基于正交车铣运动规律,在不考虑动力学影响的情况下,对切削层的形成过程进行了静态分析。建立的正偏心正交车铣切削层几何形状的解析模型涉及铣刀侧刃和底刃的切入/切出角度、切削厚度和切削深度。通过试验验证了该解析模型的正确性,并分析了切削参数对铣刀切削层的影响。研究结果为正偏心正交车铣切削层几何形状的变化提供了定量的分析依据,为切削力和颤振的研究提供了理论指导。     

基于车铣复合加工技术的微细丝杠切削研究

车铣复合加工技术能实现以铣代车或磨高速切削回转体零件.基于此技术的微细切削无论是在生产率还是在加工表面质量上,较其它加工技术而言,更适合于微细轴类零件和具有复杂型面的微小型零件的加工.通过微细车铣切削微细丝杠试验,从切削用量和加工质量及刀具磨损方面研究了车铣复合加工技术在解决微细丝杠加工中的应用.结果表明,基于车铣复合加工技术能够实现微细丝杠的高速切削.该技术非常适合于微细丝杠零件加工.     

工件尺寸对高速车铣SiCp/Al复合材料薄壁件切削力的影响研究

使用ABAQUS有限元软件对Si Cp/Al复合材料薄壁件的高速车铣加工进行仿真研究,分析工件几何尺寸即工件直径、壁厚和工件的夹持悬伸量对车铣切削力的影响规律。仿真得出:工件直径对切削力的影响最为明显,随工件直径增加的开始阶段车铣切削力的变化幅度较小,但之后再随尺寸增加切削力明显上升;工件壁厚和工件夹持悬伸量对车铣切削力的影响次之,工件壁厚增加,切削力开始上升,之后变化幅度减小;而随悬伸量的增加切削力有先增后减的趋势。从对三向力的影响来看,工件尺寸和悬伸量变化对Fx'方向力影响最大,对Fy'和Fz'影响很小或几乎没影响。薄壁回转体的尺寸参数和悬伸量直接影响工件的刚度,在切削加工中对切削力的影响比较大,因此该仿真研究对薄壁件车铣加工实践具有重要的指导意义。     

正交车铣偏心加工三维颤振稳定性的研究

针对正交车铣复杂运动产生变深度、变厚度的切削特性,基于其加工原理采用解析法提出三维颤振稳定域的理论模型.在模态试验基础上,仿真分析正交车铣偏心加工颤振稳定域叶瓣图,结果表明正交车铣加工产生颤振的条件除了与铣刀几何形状和啮合条件、机床结构的频响应函数、工件材料特性等有关外,主要与铣刀轴转速和切削深度密切相关.在正交车铣切削颤振稳定域试验过程中,切削力频谱分析的结果表明:当刀齿切入频率在力频谱中起主导作用时,切削过程是无颤振和稳定的;当系统结构模态频率在力频谱中起主导作用时,将产生颤振并测得切削力和表面粗糙度值都大于或高于无颤振情况.因此该理论模型及仿真结果可以有效预测正交车铣偏心加工颤振稳定性,为其加工表面质量和加工效率提供理论指导.