汽轮机转子轮槽铣刀切削力仿真及参数优化

针对汽轮机转子轮槽铣削加工过程中工艺参数难以确定的问题,利用有限元软件DEFORM-3D建立铣削仿真模型,模拟分析转子轮槽铣削过程中的切削力,并结合正交试验的方法,设计不同切削用量不同水平的正交试验表,研究铣削速度、进给量、背吃刀量对切削力的影响规律。以铣削过程中的切削力的大小为优化目标,通过极差及方差分析获得最优参数组合,并将最优参数组合切削力仿真值与理论值进行对比分析,以验证有限元数值模拟应用于轮槽铣刀铣削过程的可行性,对汽轮机转子轮槽铣削加工过程参数的优化具有一定的参考价值。     

基于Deform的枞树型轮槽铣刀加工仿真研究

利用三维建模软件PRO/Engineer,建立枞树型轮槽铣刀模型。运用专业的塑性成形非线性有限元分析软件DEFORM-3D软件,对轮槽铣刀铣削加工汽轮机转子材料的过程进行了动态模拟仿真,并且获得了切削力、切削温度和工件残余应力等数据。分析了轮槽铣削加工仿真过程中切削力、切削温度、工件残余应力等影响因素。     

微细铣削的切削仿真与实验

利用金属切削仿真软件Advant Edge对AL6061-T6和STEEL1018两种材料的微细铣削开展有限元仿真模拟,揭示微细铣削中的切削力、切削温度等变化规律,利用切屑的形成过程和切削分力Fx、Fy的不同变化规律,分析了最小切削厚度值。通过两种材料切削比能的变化,分析了微细铣削中存在的切削尺度效应现象。开展了微细铣削槽加工实验,分析了槽铣的加工表面形貌和切削力,为微细铣削工艺参数的优化提供依据。     

平头铣刀圆形铣削的切削力预测

针对平头铣刀的圆形铣削,提出一种适用于圆形铣削的切削力预测方法。建立铣刀与工件交点的数学模型,求解工件与铣刀的时变交点进而计算铣削过程中不断变化的切入角与切出角。同时分析了铣刀轨迹曲率效应对瞬时切削厚度的影响。通过槽铣试验来确定切削力系数。基于微分思想,将圆形铣削过程中的瞬时切削厚度运用到切削力模型中计算微元切削力,然后通过积分法获得切削力值。数值仿真与圆形铣削试验结果表明,预测的铣削力和试验结果在幅值和变化趋势上都吻合良好,从而验证了该切削力预测方法的有效性。     

汽轮机转子枞树型轮槽铣削效率提升研究

针对东汽转子枞树形轮槽铣加工生产任务严重超负荷的现状,从提高轮槽铣削效率出发,通过对转子轮槽的型线和加工过程进行分析,提出了轮槽铣削生产效率的公式,并分析公式中的各变量,找出了影响效率的因素。通过对这些因素进行技术改进,提高了轮槽铣削生产效率。并结合东汽实际生产情况,选取了两种型线进行了验证。验证结果良好,改进后的加工方案所需时间均不超过原有加工方案所需时间的40%。     

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。     

单板层积材铣削切削力试验研究

研究了不同切削方向,不同铣削参数对单板层积材铣削过程中切削力的影响规律,从而为实际加工提供指导。试验结果表明,在一定铣削参数下,单板层积材纵向铣削和横向铣削时,纵向铣削的主切削力比横向铣削的主切削力大;切削速度对主切削力影响不是很明显;主切削力都随切削深度增大而增大,并得出了各自的主切削力与切削深度的线性回归方程,为实际切削加工提供了可供参考的经验公式。     

薄壁件立铣切削力的有限元模拟与实验研究

薄壁件铣削加工中铣削力是导致加工变形的直接原因,是加工误差的主要影响因素.在考虑刀具变形、工件及刀具材料性能参数的基础上,建立了三维斜角切削力有限元模型,利用有限元分析软件ABAQUS对薄壁件斜角切削过程进行了仿真模拟.其次,针对铣削过程进行了切削力测试,结果表明本文提出的切削力有限元模拟方法具有较高的精度,对切削参数的优化提供了理论依据和便利工具.     

基于有限元法的钛合金铣削力预测模型研究

利用ABAQUS对钛合金材料铣削过程进行有限元分析,得到铣削力数据。在相同工艺参数条件下进行钛合金铣削试验,通过仿真切削力与试验测得切削力对比,验证了有限元模型的准确性。以每齿进给量为单因素变量,得到了不同每齿进给量下的铣削力,为钛合金铣削加工中工艺参数的选择提供参考。     

NAK80模具钢铣削加工过程中切削力系数识别

在铣削加工过程中,切削力系数会影响加工表面质量和切削参数的选择。为了得到NAK80模具钢铣削加工切削力系数,建立了适应多种工况下的铣削力系数经验模型,通过正交铣削实验分析了立铣NAK80模具钢时各切削参数对三向铣削力系数的影响规律,并采用偏最小二乘法对铣削力系数的二次多项式经验模型进行识别。利用已建立的切削力模型和得到的铣削力系数对一组切削参数下的铣削力进行仿真分析,得出结果与实际实验对比吻合,验证铣削力模型的正确性。     

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。     

基于遗传算法的微织构刀具织构参数仿真研究

微织构刀具切削过程中，织构参数对切削力有显著影响。为了通过优化微织构参数得到较小的切削力，利用DEFORM-3D软件建立了硬质合金刀具铣削高硅铝合金的模型，仿真得到不同微织构参数下的切削力，并结合单目标遗传算法对微织构参数进行优化求解。结果显示，优化后的微织构参数更能降低切削力。     

GH536高温合金的铣削力仿真分析

GH536镍基高温合金常用于制造涡轮发动机热端部件,为了解GH536高温合金的铣削过程,减少切削力对刀具和加工表面质量的影响,对GH536高温合金的铣削过程进行仿真分析,首先采用拉伸仿真与试验相结合的方式获取了GH536高温合金断裂准则参数;在DEFORM中建立针对GH536高温合金的铣削力仿真模型;接着建立铣削试验平台,通过铣削试验与铣削仿真结果的数据对比验证模型的准确度;最后通过设计单因素仿真试验研究铣削参数对铣削力的影响。结果表明:铣削速度对铣削力的影响最大,与铣削力成正相关;其次为每齿进给量和铣削宽度,与铣削力成正相关;影响最小为铣削速度,与铣削力成负相关。     

基于数字化加工的铣削力预测系统的开发

切削用量的实时获取是切削力预测的关键技术之一。基于数字化加工技术,通过在加工仿真过程中对三维实体图形进行分析,获得实时的切削参数,实现了切削力的实时预测;开发了一个针对铣削加工的切削力预测软件系统,通过铣削试验验证了该系统的正确性。     

基于AMESim软件对双轮铣槽机铣削头模拟分析

介绍了铣削头的结构组成及工作原理,并应用AMESim软件对铣削头在不同地质条件下的双铣轮与泥浆泵功率分配情况做了计算,为实际施工速度提供了具有参考性的参数。设计了铣削头的液压系统,并对双轮铣槽机在土质条件不变时和铣削轮转速稳定与土质条件改变时这两种工况对液压系统进行了仿真。通过对仿真结果的分析可知液压系统的设计满足机器的施工要求,对后续双轮铣槽机铣削头液压系统的实际设计具有参考意义。     

钛合金型面侧壁铣削力建模与仿真

钛合金型面件侧壁的铣削一般采用整体硬质合金立铣刀进行加工,因切削力的影响,加工过程较难控制且会产生零件变形,对铣削力进行建模和预测是控制加工变形的有效措施。通过圆柱螺旋立铣刀微元切削力矢量求和及合成,建立了整体立铣刀侧面铣削过程中的瞬态切削力预测模型;采用不同进给速度条件下的铣削力辨识试验,并对平均切削力试验数据进行数值线性拟合,获得了钛合金侧面铣削试验圆柱螺旋立铣刀的剪切力和犁耕力系数。计算了不同切削参数下的四刃整体硬质合金立铣刀的瞬时切削力,并结合钛合金侧面铣削试验验证了所建立的仿真模型的有效性。这为钛合金结构件侧面铣削加工工艺参数的制定和优化选择提供了理论指导依据。     

切削参数对钛合金叶片铣削力的影响分析

进行钛合金叶片加工时,切削力易导致加工变形,影响加工精度和表面质量。因此利用UG软件建立钛合金叶片和切削刀具的三维模型,采用仿真软件建立铣削仿真模型,研究分析了切削参数的变化对铣削力产生的影响。对仿真所得铣削力进行极差分析,判断切削参数对铣削力的影响情况,并通过实际铣削加工试验对比仿真数据验证其准确性和可行性,基于此仿真模型对切削参数对轴向力的影响程度进行了单因素分析。研究结果表明：铣削钛合金叶片时,切削参数对切削力的影响程度从大到小依次为切削速度、背吃刀量和每齿进给量;切削速度与轴向力成反比,每齿进给量和背吃刀量与轴向力成正比。     

不等距立铣刀切削力模型的建立及试验分析

在特定铣削条件下,建立了多齿不等距铣刀的切削力模型,并通过正交试验验证所建的切削力模型;通过分析不同的切削参数对切削力系数的影响,综合确定了在小切削宽度铣削过程中合理选用切削参数的基本原则。     

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。     

微细铣削7075铝合金的切削力研究

为研究切削用量对微细铣削7075铝合金切削力的影响,采用正交试验法进行微细铣削7075铝合金的切削仿真研究,得到多组不同的切削力。对微细铣削仿真结果进行极差分析,得到切削用量对切削力影响程度的主次顺序及最优切削方案。通过微细铣削7075铝合金的切削试验,将仿真和试验结果作对比分析,验证了微细铣削仿真模型的准确性及合理性。在此加工仿真模型基础上,进一步采用单因素试验法进行了微细铣削仿真,分析了微细铣削7075铝合金时不同切削用量对切削力的影响规律。研究结果表明：切削用量影响微细铣削7075铝合金切削力的主次顺序从大到小依次为背吃刀量、切削速度和每齿进给量;背吃刀量与切削力成正比,切削速度则与之成反比。