CVD复合涂层刀具在天然大理石切削中的磨损特性

目的分析CVD复合涂层刀具在天然石材加工中的磨损特性,探讨涂层刀具在石材加工中参数选择的合理性．方法使用CVD复合涂层刀具对天然大理石进行了高速铣削试验,利用测力仪测量出不同加工参数下的切削力,分析不同参数对切削力的影响,利用扫描电子显微镜观察刀具磨损形貌,通过能谱分析刀具组成．结果CVD复合涂层刀具切削天然大理石过程中,切削力随切削深度和进给速度的增大而增大,随主轴转速的增大而减小,切削深度对切削力的影响程度最大．刀具磨损量随主轴转速的增大而减小,与切削深度和进给速度之间为非线性关系,进给速度高于2000mm／min时出现整体磨损,磨损量不随进给速度的增大而变化．结论CVD复合涂层刀具铣削天然大理石时的磨损机理是：涂层和刀具基体的机械损耗去除（剥落和崩刃）、高温下的氧化磨损和粘结磨损．由于工件和刀具表面存在摩擦产生热量,刀具涂层发生粘结磨损,在周期性冲击力作用下造成后刀面涂层和基体的机械损耗去除,裸露的刀具基体与空气中的氧发生氧化磨损,其中机械损耗去除磨损和粘结磨损伴随整个刀具磨损过程．     

双蜗轮蜗杆齿侧消隙传动机构的非线性动态特性研究

针对传统消隙机构制造难度大、生产成本高的现状,提出一种新型齿轮消隙传动机构。该机构运用一对对顶的蜗轮蜗杆与双齿轮消除齿侧背隙量。应用集中质量法建立了该机构的动力学模型,运用4阶Runge-Kutta法进行数值求解,模拟分析了系统的非线性动态特性。研究表明消除间隙后机构具有良好的动态特性,增大系统的啮合阻尼可缩短振动衰减的时间,提高平均啮合刚度可减小系统的振动幅值。     

复杂曲面三维轮廓精度数字化比对检测与误差分析

针对外形复杂的自由曲面,缺乏准确高效的检测方法这一现状,提出了基于光学测量和计算机图形图像处理技术的三维检测方法。利用激光扫描技术获取复杂曲面点云数据,通过快速检测软件,将扫描点云数据与CAD模型进行比对。介绍了实物模型数字化过程及多视点云数据拼合方法。针对可能产生加工误差的原因,以一尊佛像为例,检测了复杂曲面的3D偏差,并结合加工工艺分析出了实际误差产生的原因。该研究为复杂曲面的检测、加工质量控制提供了科学、快捷的方法。     

基于VERICUT的刀具切削参数的仿真优化

对新开发的八轴双五联动数控异型石材多功能复合加工中心进行虚拟建模,建立了基于VERICUT切削参数的优化模型,分析多种不同的优化方法.进行了异型石材典型制品--罗马柱仿真加工研究.最终改进和优化不合理的加工轨迹,避免了实际加工过程中可能出现的异常现象,提高了数控机床加工功能和设计效率,降低了新产品研发的成本.     

陶瓷球轴承电主轴的模态分析及其振动响应试验

目的 通过对某异型石材数控加工中心雕铣用陶瓷球轴承电主轴的动态特性的研究,验证电主轴结构设计的合理性.方法 直接在ANSYS中建立陶瓷球轴承-主轴系统三维有限元模型,采用Subspace模态提取法对其进行模态分析,计算主轴前6阶固有频率、振型和临界转速,并利用DZ-2振动测量仪对该主轴进行振动响应试验.结果,无论是ANSYS的模态分析法得出的固有频率还是振动响应试验得出的极限频率,主轴的最高工作转速都低于其一阶临界转速,能有效避开共振区.结论 对比振动响应试验结果与ANSYS仿真结果,该有限元分析模型的建立过程所做的简化处理是正确的,主轴的结构设计也是合理的.     

异型石材样件的数控加工与仿真

对一种新型异型石材加工中心的程序编制、后置处理及加工工艺进行了研究,并成功应用于典型浮雕样件——万里长城的制作之中.首先通过UG/CAD模块,建立万里长城浮雕实体模型.分析毛坯石材的铣削特性,结合实体造型与材质特性,选择合适的刀具,通过计算得出切削深度,切削速度,进给速度,主轴转速等工艺参数.利用UG/CAM模块对模型...     

基于MATLAB的HTM50200异型石材车铣加工中心横梁结构拓扑优化设计及实验研究

用拓扑优化方法设计一种适用于异型石材车铣加工中心的横梁筋肋结构。对拓扑优化中的材料密度法(SIMP)作了深入分析,讨论惩罚因子对拓扑结构的影响,推导出设计变量(密度)的前后迭代公式。将该数学思想通过MATLAB实现,并应用于车铣加工中心横梁部件的纵、横截面的筋肋分布,根据截面形状建立横梁的三维模型。将以此模型为依据制造的实物应用于HTM50200异型石材车铣加工中心,其有限元分析与模态实验表明该横梁动态特性良好,说明该优化设计方法的有效性和可靠性,为结构优化提供一种新思路。     

基于离散小波分解的刀具故障诊断

针对石材加工过程中刀具状态监测问题,基于振动采集装置分别对不同状态刀具进行振动铣削对比试验,采集不同状态下刀具振动信号,通过离散小波分解确定表征刀具故障诊断的特征值,同时确定了不同转速时的特征值范围,并在工艺范围内实现了刀具的故障诊断。     

PVD涂层刀具切削天然砂岩失效机理分析

论文针对涂层刀具与石材加工的研究现状,提出了使用PVD涂层刀具加工天然石材。通过实验得到不同切削参数条件下切削力的变化,分析具体切削参数下刀具的磨损情况,得到了PVD涂层刀具切削天然砂岩的磨损机理及失效机理。     

CVD金刚石涂层刀具在石材铣削中的磨损特性研究

为了揭示CVD金刚石薄膜涂层刀具在硬脆材料切削中的刀具切削性能与磨损机理,利用不同沉积参数下的金刚石涂层刀具对天然石材进行了高效铣削实验。针对金刚石涂层刀具和未涂层硬质合金刀具的磨损周期和切削性能,分析刀具切削力和工件表面粗糙度随后刀面磨损面积的变化规律,总结刀具磨损机理。实验结果表明:金刚石涂层刀具切削寿命高于未涂层硬质合金刀具;金刚石刀具的磨损周期可以分为初始磨损区、稳定磨损区和加剧磨损区3个阶段,其中甲烷浓度为1%的金刚石涂层刀具寿命较长,切削性能稳定;金刚石涂层刀具的磨损机理主要包括裂纹作用下的涂层剥落、涂层内部晶间断裂和粘结磨损,其中裂纹作用下的膜-基涂层剥落磨损为刀具失效的主要磨损机制。