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。     

基于最小切削力波动位置的数控铣削参数优化

针对铣削加工中由于切削力波动造成刀具磨损加快、表面质量不佳的问题,提出基于最小切削力波动位置对数控铣削参数进行优化的方法。通过切削运动学仿真,分析不同切削深度下切削截面传递频率的变化过程。基于切削刃螺旋线投影视图模型,根据刀具几何特征参数,计算最小切削力波动位置,用于指导切削深度、切削宽度的匹配,优化数控铣削参数。基于最小切削力波动位置对数控铣削参数进行优化,可以减小切削力波动,提高表面加工质量。     

数控铣削加工工艺参数优化方法分析

介绍数控铣削加工工艺和数控铣削加工工艺参数优化方法,通过切削深度及其参数优化、高速铣削加工及其切削参数的确定、五轴铣削加工工艺优化,有效保证数控铣削加工的可靠性与合理性。因此,分析加工工艺参数优化方法对数控铣削具有重要意义。     

基于包络法的高效曲面数控铣削加工技术

基于包络法高效曲面加工技术以及CATIA数控加工编程技术的研究,在CATIA V5平台上开发出优质高效的包络法曲面数控铣削加工编程工具软件。通过系统的切削加工试验优化曲面包络法数控铣削加工软件、刀具结构参数以及切削加工参数,以实现曲面的优质高效数控铣削加工,尤其是大型的小曲率曲面结构件铣削加工。     

碳效率目标下的铣削切削参数优化研究

为了提高数控铣削加工过程的能量利用率,降低铣削加工过程中的碳排放量,基于铣削加工能耗分析的基础,建立了数控铣床能耗模型,并基于铣削工艺输入输出特性提出了铣削工艺碳排放评估函数,结合材料去除率提出碳效率概念,以此作为优化目标,并以机床主轴转速和进给量作为优化变量,考虑机床各项性能参数和工件的加工质量等约束,建立了基于碳效率的数控铣削切削参数优化模型,并通过案例,采用遗传算法对模型进行优化求解,验证了该模型的有效性。     

数控铣削加工过程动力学仿真技术研究与应用进展

数控加工过程动力学仿真技术越来越受到国内外制造业和学术界的重视与研究,是工艺参数选择和优化的前提和基础.本文以数控铣削加工过程为研究对象,对动力学仿真技术的发展和研究现状进行了论述,重点介绍了本实验室开发出的一套铣削加工过程动力学仿真优化系统.利用该系统可以对数控切削加工中的动态铣削力、主轴功率、主轴转矩、工件与刀具的振动变形等变量进行计算与仿真,基于仿真系统分析,可以准确地计算出整个加工过程的稳定切削区域,为数控切削过程工艺参数的合理有效选择提供依据和指导.     

数控铣削加工过程动力学仿真技术研究与应用进展

数控加工过程动力学仿真技术越来越受到国内外制造业和学术界的重视与研究，是工艺参数选择和优化的前提和基础。本文以数控铣削加工过程为研究对象，对动力学仿真技术的发展和研究现状进行了论述，重点介绍了本实验室开发出的一套铣削加工过程动力学仿真优化系统。利用该系统可以对数控切削加工中的动态铣削力、主轴功率、主轴转矩、工件与刀具的振动变形等变量进行计算与仿真，基于仿真系统分析，可以准确地计算出整个加工过程的稳定切削区域，为数控切削过程工艺参数的合理有效选择提供依据和指导。     

弧齿锥齿轮中凹盘铣刀高效数控铣削及仿真

为了解决球头铣刀数控铣削弧齿锥齿轮时切削带宽小、效率低等问题,提出了基于中凹盘铣刀的弧齿锥齿轮五轴数控高效率铣削方法。在掌握弧齿锥齿轮几何构造的基础上,选用刀底带内凹的盘铣刀,先确定刀具侧倾角以避免齿槽底面的过切,再参考端铣刀加工自由曲面的理论确定刀具前倾角,以保证大的切削带宽。弧齿锥齿轮的数控铣削仿真验证了该高效铣削方法的可行性和正确性。     

基于光线跟踪法的多轴铣削加工仿真研究

在数控加工中．对数控代码进行集成的几何仿真和物理仿真，可以快速检验加工代码的正确性并对加工参数进行优化。运用光线跟踪法研究了多轴数控铣削加工的几何仿真和物理仿真问题，运用解析法对工件和刀具扫描体进行求交离散．依据数控代码提取刀位信息并计算刀具扫描体。工件与扫描体的布尔减运算，一方面可获得每一步切削结果并进行实时的立体显示，另一方面可依据材料切削速率模型实时计算切削力。     

一种面向数控工艺参数优化的铣削过程动力学仿真系统研究

针对当前国内数控加工过程中工艺参数选择和优化存在的问题,在对国内外铣削过程动力学建模、仿真和优化进行深入研究的基础上,开发了一套面向数控铣削加工过程的动力学仿真优化系统。该系统以Matlab-GUIDE为软件开发平台,可以快速、有效地预测铣削加工过程中刀具的瞬时铣削力、主轴功率、主轴转矩等物理量,预测加工表面的形貌与刀具的振动情况。同时,借助于实验模态分析结果,可以准确地计算出整个系统的稳定切削区域,为数控机床工艺参数的合理、有效选择提供了有益的指导和理论依据。整个仿真系统的主要功能在多台数控加工中心上得到了成功的验证。     

铝合金Al2024铣削仿真分析与实验研究

采用有限元分析软件AdvantEdge对铝合金Al2024铣削加工过程进行了仿真研究,重点模拟分析了铣削力变化和切削温度分布情况。采用相同的切削参数在DMU-70V五轴加工中心上进行了铣槽加工实验。结果表明:仿真分析获得切削力变化曲线与实验结果吻合良好。仿真分析可用于铣削加工参数及刀具寿命的优化。     

虚拟制造中基于刀具磨损的复杂曲面加工误差补偿

基于数控铣削加工仿真系统,研究了在虚拟制造环境下对球头铣刀磨损引起的曲面加工误差的预测与补偿。建立了与加工参数相关的球头铣刀磨损模型,用于预测球头铣刀切削刃的磨损量,提出了球头铣刀铣削加工误差的补偿方法,并通过实验验证了该方法的有效性。     

五轴数控铣削加工后置处理及其加工编程

在数控技术中,与三轴加工相比,五轴数控技术的应用在复杂曲面加工过程中具有很高的优势,高性能的五轴数控铣削加工关系到包括导弹、飞机等武器关键零部件的制造水平,因此当前众多国家都对五轴数控加工技术在进行不断地研究提高。但是由于数控机床的运动复杂性和结构多样性,导致五轴数控加工过程中要实现预期的后置处理以及加工编程效果,会具有比较高的技术难度,对于数控机床的运行效率也产生了比较大的制约。本文针对五轴数控技术在铣削加工中的应用进行了探讨,并重点分析了五轴数控铣削加工的后置处理算法以及相应的加工编程。     

微细铣削技术研究综述

微细铣削可以加工三维自由曲面及复杂零件,其应用前景日益广阔。然而由于刀具尺寸及加工参数的急剧减小,微细铣削表现出显著不同于传统铣削的切削特性,因此近年来研究人员对微细铣削技术进行了广泛研究。微细铣削的加工过程复杂,涉及到许多方面,综述国内外在微细铣削方面的研究,总结了微细铣削加工过程中最小切削厚度、切削力、表面粗糙度、刀具磨损及其他方面研究的最新进展。探讨了微细铣削所研究的各方面的发展趋势,并对其应用前景进行了初步讨论。     

基于RSM的航空叶片切削参数优化

针对航空叶片铣削加工中切削力的预测和控制问题,建立切削力模型,通过正交试验法确定了若干组切削参数方案并完成CAE仿真试验.运用方差分析检验了该预测模型的拟合度和可靠性,研究了切削参数对切削力的影响规律.基于响应曲面法(简称RSM)优化切削参数,获得最佳参数为进给量0.06mm/r,刀具转速2857r/min,铣削深度0...     

基于田口法和响应面法的数控铣削工艺参数能效优化方法

为研究机床能量效率与工艺参数耦合的复杂机理,提出一种基于田口法和响应面法的数控铣削工艺参数能效优化方法。分析加工过程中的能耗特性,建立了数控铣削加工能量效率函数。基于田口法规划优化实验,并基于响应面法建立工艺参数与比能和加工时间的回归方程,构建了以铣削加工工艺参数为变量、以高能效和高效率为优化目标的多目标优化模型。使用多目标粒子群优化算法对该模型进行求解,并通过实验数据和算法优化结果分析了加工过程中工艺参数与比能及加工时间的关联关系。     

金属切削过程物理仿真技术的应用

为提高薄壁弱刚度零件的加工质量及加工效率,提出了基于金属切削过程物理仿真软件AdvantEdge,对铝合金材料薄壁弱刚性零件的切削过程进行了物理仿真分析,得到了不同几何参数的刀具在切削过程中所产生的切削力和切削热分布趋势。通过分析切削力、切削热,对刀具几何参数进行了优化;同时以切削力为优化目标对切削参数进行了优化。利用优化后的刀具及切削参数指导实际生产,使得该零件在实际加工过程中,切削变形得到了控制,尺寸精度和几何精度满足了设计要求,并使铣削加工效率提高了15%以上。     

复杂自由曲面曲率分布特征对数控铣削性能的影响

针对复杂自由曲面的数控铣削性能难预测的问题,提出曲面曲率分布特征值,用于评价数控加工效率和加工精度。在构建的刀位面上策划等间距行走的刀位轨迹,建立刀位轨迹长度和刀具间的最大残余高度作为加工效率和加工精度的评价指标,分析曲面曲率分布特征值对加工效率和加工精度的影响。试验结果证明该自由曲面数控加工模式的有效性。分析发现,随着曲面曲率分布特征值增大,刀位轨迹长度和最大残余高度同时增加,导致加工效率和加工精度同时下降。此外,在曲面曲率分布特征值小于0.5 mm–1时,加工效率降低幅度不超过7 %,但加工精度却下降6～7倍。因此,曲面曲率分布特征值可用于评价和预测复杂自由曲面的数控铣削性能。     

五轴数控铣削加工后置处理及其加工编程

在五轴数控铣削加工过程中,后置处理属于非常重要的部分,其能够促使CAM系统所产生的刀轨文件变成机床的加工代码。后置处理非常复杂,其关系到刀位文件的坐标转换、转角计算等。笔者具体分析了五轴数控机床的后置处理和加工编程,通过解决大曲率曲面在数控机床加工中的范围狭窄的问题,为广大的技术工作者提供一些关于五轴数控铣削加工的参考资料。     

不同加工工艺下的切削力时域特征分析

切削力是切削机理研究和切削过程监控的主要观测参数,时域波形是切削力实验结果的主要表现形式。基于车削、钻削和立铣削实验,采集了切削力的时域波形,对比研究了不同工艺条件下的切削力时域特征及其与工艺特点的内在联系,对影响切削力时域特征的几个关键因素进行了分析。结果表明:动态性能是切削力时域波形的典型特征,切入、终止阶段通常比正常切削阶段的切削力动态性能更复杂;加工工艺不同,各切削分力的波形特征和大小顺序也就不同,其中钻削力的波形特征比车削和立铣削复杂得多,钻削和立铣削的切削力波动系数Q比车削大。