深孔加工力学分析及钻削过程模拟

深孔加工是在封闭状态下进行的,不能直接观察到刀具的切削情况。采用了金属塑性成形仿真软件Deform-3D,用有限元方法动态模拟了深孔钻削过程,预测了加工过程中的温度及应力变化情况,比较了不同钻削参数下温度与等效应力的变化情况,获得了不同切削速度下切削温度及等效应力的变化曲线。分析结果表明:切削温度随切入深度的增加而增大,逐渐趋于平稳,最高温度出现在刀具和切屑接触的位置;切削温度与切削速度成正比,而等效应力随切削参数变化,变化并不大。     

基于Deform-3D的共轨喷油器体深孔钻削温度场仿真

因为枪钻加工中无法实时监测加工刀具的状态和加工工件的质量,所以用三维软件UG构建枪钻的立体模型,采用Deform-3D有限元分析软件对高压共轨喷油器体深孔钻削过程进行仿真计算,获取切削温度场的分布数据。通过钻削加工仿真实验,研究了不同钻削参数对切削温度的影响规律。仿真结果表明,随着钻入深度的增加,枪钻钻头的温度也迅速增大,并且最后逐渐稳定;进给量、切削速度都与切削温度成正比。     

Ti-6Al-4V车削温度的有限元仿真研究

分别采用有限元分析软件AdvantEdge FEM和DEFORM-3D,选取相同的模拟参数,对钛合金Ti-6Al-4V的车削加工过程进行了三维有限元仿真,根据仿真结果,分析总结出切削热的整体分布情况和刀具、切屑及工件切削温度的分布规律,给出了不同车削速度下刀具前后刀面温度分布图,模拟分析了同一切削速度不同分析步和不同切削速度下的刀具、切屑及工件的温度场分布情况,并把两个软件的仿真结果进行对比分析,得出了分析结果,为深入研究切削机理提供了有益的参考数据.     

CBN刀具干式硬车切削力有限元仿真

对立方氮化硼(CBN)刀具干式硬车冷作模具钢Cr12MoV切削过程进行了有限元仿真研究。运用Johnson-Cook(J-C)模型和J-C切屑分离准则建立了物理仿真模型,利用Deform-3D软件模拟了切屑从局部剪切失稳到断裂的过程,得到了不同切削用量三要素组合下的切削力数值。分析了切削速度、进给量、切削深度对切削力的影响,建立了单一因素对切削力影响的经验公式。结果表明:切削深度对切削力的影响最大,其次是进给量,切削速度的影响最小。     

Ti6Al4V钛合金大进给铣削3D有限元模拟分析

大进给铣削是提高钛合金等难加工材料粗加工效率的先进工艺技术之一,但其切削机理因与常规铣削不同而仍有待进一步研究。为此,以有限元法为研究手段,应用有限元分析软件Deform-3D对Ti6Al4V钛合金大进给铣削过程进行了模拟,分析了每齿进给量对铣削力和铣削温度等参数的影响。结果表明:随着每齿进给量的增加,铣削力和铣削温度均随之增加,每齿进给量对径向切深方向的铣削分力影响最大,最高切削温度出现在切屑与刀具前刀面接触且靠近刃口的位置,工件的最大等效应力分布在第一变形区。此外,与试验结果的对比分析表明,有限元模拟值与实测值的变化趋势一致,铣削力模拟值与实测值数值较为接近,但铣削温度模拟值与夹丝法半人工热电偶实测值仍相差一定数值。     

PCBN刀具高速切削镍基高温合金GH4169的有限元模拟

采用PCBN刀具对镍基高温合金GH4169进行了高速切削试验,通过正交试验分析了切削速度、切削深度、进给量对切削力的影响规律,在试验基础上利用多元线性回归分析基于最小二乘法建立了切削力的预测模型;基于Deform-3D软件建立了高速切削的有限元模型,对切削过程进行有限元模拟,得到了切削力、切削温度和应力场的分布;以切削力为指标对有限元模型进行了验证。结果表明:切削力随切削速度的增大而先增大后减小,随切削深度、进给量的增加而增大;回归分析显著性检验结果证明所建立的模型能对切削力进行有效预测,三向切削力模拟的综合平均偏差小于15%,验证了有限元模型的正确性和有效性。     

切削速度影响切削力的有限元模拟

运用有限元数值模拟技术对三维金属切削过程进行仿真。分析了切削速度对切削力的影响,并对仿真数据进行拟合处理,导出了不同方向上切削力与切削速度的关系式。探讨了刀具和工件不同阶段应力变化特征。模拟结果表明,刀尖处等效应力最大,切削力在低速切削时,随切削速度的增加而增大,当到达某临界速度时,将随着切削速度的增加而减小。     

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Deform-3D的42CrMo钢铣削仿真分析

应用Deform-3D软件建立Johnson-Cook材料模型,采用有限元方法对42Cr Mo钢进行铣削仿真分析,研究了不同切削参数对切削仿真结果的影响,利用仿真切屑与实际切屑进行对比,验证了仿真结果的可靠性。通过仿真分析得到了在不同切削速度、切削深度下的切削力变化规律,为42Cr Mo钢切削过程的研究和切削参数选择提供理论参考。     

基于Deform-3D的20CrMnTi钢同步齿套铣削工序仿真分析

采用Deform-3D有限元软件建立20CrMnTi钢同步齿套铣削仿真模型,分析了不同切削参数对切削仿真结果的影响。得到了不同轴向切深、切削速度及每齿进给量下的切削力分布规律,为20CrMnTi钢同步齿套铣削过程的研究和铣削工艺参数的优化提供理论参考。     

基于FEM的三维切削力预报研究

采用大型有限元分析软件Deform3D建立了三维切削的切削力预报模型并对车削的切削力进行了预报。为了验证预报结果的准确性,进行了车削的测力实验,并将预报的结果、理论公式和传统的经验公式在相同切削条件下的计算结果与实验结果进行了对比分析。其结果表明采用有限元方法进行三维切削力的预报是可行的。     

高速车削镍基高温合金GH4169的切削力仿真研究

基于Deform 3D仿真软件建立了GH4169高温合金高速车削的有限元模型,采用四因素三水平正交试验方法研究了切削用量和刀具几何参数对切削力的影响规律,并建立了切削力经验公式。研究结果表明:在高速车削GH4169的过程中,对切削力影响最大的参数是切削深度,其次是进给量和前角,最后是刀尖圆弧半径;切削力随切削深度和进给量的增大而增大,随前角的增大呈现先降低又升高的趋势,而刀尖圆弧半径增大时切削力变化不大;最佳参数组合为:进给量0.2mm/r,切削深度0.4mm,前角10°,刀尖圆弧半径0.2mm。     

硬质合金刀具高速切削Ti6Al4V合金时扩散磨损的数值模拟

应用通用商业有限元软件Deform-2D,对航空用钛合金Ti6Al4V进行了不同冷却润滑条件下的正交切削有限元模拟。在参考已有刀具扩散磨损率模型的基础上,利用有限元模拟出的刀具/工件接触区的切削温度与相对滑动速度等基本变量,对高速切削钛合金Ti6Al4V时的WC-Co类硬质合金刀具前刀面的扩散磨损率进行了预测,进而分析了切削介质的冷却与润滑作用对刀具扩散磨损率的影响。研究结果表明:切削介质的润滑作用对刀具前刀面的扩散磨损率具有较大影响,而切削介质的冷却作用则对刀具前刀面扩散磨损率无显著影响。     

凸曲前刀面插齿刀插齿工艺参数影响规律研究

依据凸曲前刀面插齿刀理论,建立三维有限元模型,利用金属成形Deform-3D软件对该形式插齿刀进行插削过程仿真.通过给定不同插削速度、圆周进给量工艺参数,得出插削力、插削温度变化规律.结果表明,在各个因素中圆周进给量对插削力影响最大,插削速度次之;圆周进给量增大,插削速度增加,插削温度上升.     

基于Deform-3D准干式深孔BTA刀具钻削的仿真研究

采用Deform-3D有限元分析软件对准干式单刃内排屑BTA钻削做了仿真研究。应用Deform-3D软件设置模拟参数为干式钻削,在不同的切削用量情况下对切削力的大小、刀具磨损以及切削温度场进行了仿真分析,讨论了断屑判据以及分屑的形成过程,为准干式深孔加工的切削参数和刀具参数的进一步优化提供了依据。     

螺旋槽丝锥切削模型建立及切削过程模拟

建立了螺旋槽丝锥模型并利用DEFORM-3D有限元软件模拟丝锥的攻丝过程,将模拟得到的切削力与试验测量的切削力进行对比,证明该丝锥模型可以用来模拟丝锥攻丝过程的受力状况。用该丝锥模型研究了切削速度对切削力的影响,结果表明:随着丝锥转速的提高,切削扭矩先减小后增大,在转速为200r/min时扭矩最小。     

基于ABAQUS的齿圈车削数值模拟研究

齿圈为传动系统中典型高精度弱刚度,本文针对该典型零件建立了三维有限元模型。工件采用了弹塑性材料模型,而刀具采用刚性材料模型,利用商业化软件ABAQUS,对所建立的模型进行了有限元分析,得到了齿圈车削时切屑的形成过程、切削热的分布以及切削力变化规律,将部分结果与理论规律做了比较,发现他们是吻合的。     

基于Deform3D不锈钢钻削机理的仿真研究

采用大型有限元分析软件Deform 3D对普通麻花钻钻削过程的机理进行了仿真研究.应用Deform-3D有限元软件,将工件、刀具材料的一些特性参数结合起来,分析和定义了载荷边界条件、刀具前刀面与切屑之间摩擦状况,选择了切屑分离准则,完成了有限元分析仿真的预处理工作.利用有限元仿真分析,建立麻花钻三维钻削有限元模型,介绍...     

基于多种有限元模型的刀尖圆弧半径对切削过程影响的仿真

针对在实际生产中选择和优化设计刀片刃口参数的难题,采用了多种有限元模型对不同刀片刀尖圆弧半径的直角切削试验进行仿真。通过有限元仿真得到的刀片主切削力和刀片温度场分布都吻合于实际的切削情况,为以后的刀片刀尖圆弧半径的选择和优化设计提供了一种有效的解决方案。     

岩石切削加工动态行为的离散元模拟

岩石切削加工时必须考虑其离散性。利用颗粒流程序对两种不同成份的岩石样本建立了离散元模型,通过改变岩石内部颗粒大小和形状从而获得了各个样本的最佳理论强度值,用离散元方法对两种不同岩石样本分别进行了压缩试验和四点抗弯试验数值模拟;监控整个切削加工过程中刀具受到的法向力和切向力,通过改变刀具切削角、切削速度及切深等参量研究了加工过程中岩石的动态行为。