7075铝合金切削有限元分析

基于金属切削机理,通过有限元软件建立了二维车削加工有限元仿真模型.经分析可知,在切削速度一定时,随着刀具前角增大,切削力逐渐降低,但刀具前角增大会导致强度降低,最终取前角为10°.在最佳切削刀具前角时,切削速度在一定范围内增加,切削力逐渐降低.经有限元分析得出,切削7075铝合金时选取的最佳切削速度为3000 mm/s...     

有限元法分析刀具前角对切削加工的影响

建立了热力耦合、平面应变、连续带状切屑的二维正交切削加工有限元分析模型。分析了刀具前角对切屑几何形状、切削力和切削温度的影响。结果显示刀具前角增大,切削力明显减小,切削温度降低,切屑厚度减小,切屑形状更为细长。     

基于实验Inconel718正交切削有限元仿真分析

为研究犁削效应和前刀面粘压对Inconel718切削过程的影响.基于正交切削实验建立Inconel718有限元切削模型,模型结果同实验值对比以验证模型可靠性.通过改变刀具圆角半径和负前角参数,提取并比较不同的切削力时域曲线和刀具温度,分析犁削效应和前刀面粘压.研究表明犁削效应提高进给力数值,刀具圆角半径由0变为5μm,Inconel718切削进给力均值提高7％：前刀面粘压提高刀具和切屑温度,有利于切屑分离.但刀具负前角为-20＆#176;,切削加工不稳定.     

刀具几何角度对高强度钢切削力影响的仿真研究

高强度钢切削加工中的切削力较大,其中主切削力、进给抗力是选择切削机床的重要依据.由于刀具角度对切削力影响很大,为此,建立了研究高强度钢切削力的仿真模型,通过正交仿真研究方法分析了刀具角度对切削力的影响,运用极差分析与方差分析对刀具主要几何角度对主切削力、进给抗力影响的主次进行了研究.结果表明,刃口半径对主切削力影响最大,前角对进给抗力影响最大,且主切削力、进给抗力均随刃口半径增加而增大,随前角增大而减小.     

负前角刀具切削加工机理的有限元仿真分析

利用有限元仿真方法对-80°-0°刀具负前角时切削过程进行二维正交切削仿真试验,研究了负前角刀具切削加工过程和切屑产生的必要条件以及不同刀具负前角下切削力分量的主导作用和相互影响规律。结果表明:负前角切削过程中首先产生刀尖点处的集中变形点a;随着切削进行,产生自由端面上的集中变形点b;集中变形点a、b相向扩展,形成集中剪切滑移带,进而产生切屑;负前角切削加工中,存在临界负前角使切削加工不产生切屑;随着负前角绝对值增大,加工所需的切削力也随之急剧增大,越来越难产生切屑。     

刀具前角对高速切削刀具应力及温度影响的模拟研究

利用非线性有限元分析软件,对高速切削AISI 4340刀具应力进行仿真研究,分析不同刀具前角对刀具应力及温度的影响。针对所选用的几个角度,有限元分析结果表明,当刀具前角为-10°时,刀具前刀面应力分布相对均匀,而温度随刀具前角的减小而减小。     

TC4钛合金切削刀具磨损对切削过程影响的研究

通过建立的钛合金切削加工仿真数值模型,研究了刀具磨损对钛合金切削过程中切削力、切削温度及切屑形态的影响规律,并对这些影响的产生机理进行了讨论。结果表明:随着磨损程度的增大,切削力及切削温度会迅速增加;月牙洼磨损会引起切削力的剧烈震荡且振幅随磨损的增大而增大,后刀面磨损将增大切削力;锯齿形切屑的变形程度在加大,但是锯齿产生的频率在降低。     

TiB2基陶瓷刀具切削不锈钢时的切削性能研究

研究了新型TiB2基陶瓷刀具切削奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti时的切削性能.研究发现:BT30刀具表现出良好的切削性能.其中采用0°前角的刀具比-5°前角的刀具表现出更好的耐磨性.刀具的磨损形式为后刀面磨损和前刀面磨损,后刀面磨损机理为磨粒磨损,前刀面磨损机理为扩散磨损.     

刀具角度对316H不锈钢切削力的影响仿真研究

316H不锈钢在切削加工中的切削力较大，其中主切削力对于工件表面质量和加工稳定性起着关键作用。由于刀具角度对切削力有很大的影响，因此建立了仿真加工316H不锈钢切削力的模型，运用正交实验方法仿真研究了刀具角度对主切削力的影响，并通过极差分析和方差分析相结合的方法研究了刀具主要角度与主切削力之间的关系。研究表明，主切削力与刀具前角呈负相关；与刀具刃倾角呈正相关，但是变化幅度很小；随着主偏角增大，呈现先减小后增大的变化趋势。     

车刀前刀面温度的计算及参数调整

分析了车刀前刀面温度分布的计算方法及影响因素 ,认为车刀前刀面温度分布与切削力关系密切 ,而切削力不仅与切削速度而且与车刀位置有关。提出并通过计算实例证明合理调整车刀温度计算经验公式中的参数可显著提高计算精度     

基于ABAQUS的金属切削过程中刀具温度场模拟研究

基于大型有限元软件ABAQUS仿真平台,通过数值仿真技术,对直角自由切削过程中刀具的温度场进行了模拟。通过改变刀具前角,对比了刀具温度场变化,得到刀具前角对切削温度的影响规律。     

基于ABAQUS的30CrMnSiA合金钢切削仿真研究

基于有限元分析软件ABAQUS开展了30Cr Mn Si A合金钢正交切削有限元仿真研究,分析了该材料切削过程中塑性变形区分布及内应力分布。通过调整刀具前角及主轴转速分别研究了刀具前角和主轴转速对切削力的影响规律,得到刀具最佳前角为13°,临界主轴转速为2000r/min。     

切削Ti -6Al -4V硬质合金涂层平头立铣刀的几何参数优化仿真研究

Ti - 6Al - 4V具有热导率低、弹性模量低、加工硬化严重及化学活性高等特点,属难加工材料,一般采用涂层硬质合金刀具加工.刀具几何参数对切削力、切削热、加工表面质量有重要影响.对刀具几何参数优化能够获得最优的刀具切削性能.使用有限元分析软件AdvantEdge建立三维立铣模型,采用单因素试验法模拟分析TiCN/A...     

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。     

MOLECULAR DYNAMICS SIMULATION OF NANOMETRIC CUTTING

Molecular Dynamics (MD) simulations of nanometric cutting of single-crystal copper were conducted to predict cutting forces and investigate the mechanism of chip formation at the nano-level. The MD simulations were conducted at a conventional cutting speed of 5 m/s and different depths of cut (0.724–2.172 nm), and cutting forces and shear angle were predicted. The effect of tool rake angles and depths of cut on the mechanism of chip formation was investigated. Tools with different rake angles, namely 0°, 5°, 10°, 15°, 30°, and 45°, were used. It was found that the cutting force, thrust force, and the ratio of the thrust force to cutting force decrease with increasing rake angle. However, the ratio of the thrust force to the cutting force is found to be independent of the depth of cut. In addition, the chip thickness was found to decrease with an increase in rake angle. As a consequence, the cutting ratio and the shear angle increase as the rake angle increases. The dislocation and subsurface deformation in the workpiece material were observed in the cutting region near the tool rake face. The adhesion of copper atoms to the diamond tool was clearly seen. The same approach can be used to simulate micromachining by significantly increasing the number of atoms in the MD model to represent cutting depths in the order of microns.     

前刀面槽型结构对D型刀片车削球墨铸铁性能的影响

通过切削力、磨损和冲击切削试验,研究了前刀面槽型结构对D型刀片车削球墨铸铁切削性能的影响。试验结果显示,刀具的第一前角对切削力的影响最大;在10°~15°范围内,刀具前角越大,切削力越低;棱带宽度大的刀片具有更加优异的耐磨损性能;具有正刃倾角的刀片显示出更优异的耐冲击性能。     

车刀刃倾角对前角影响的研究

在金属切削中,当车刀的刃倾角不为零,车刀主切削刃上各点的切削平面和基面均不相同,因而其工作前角与静态前角是不同的,通过建立实际前角的方程来揭示刃倾角和工作前角的关系,并给出计算实例。     

用切削速度模型求解剪切角的新方法

通过对切削区速度场的分析，建立了切削过程的速度模型。根据此模型，导出了二元切削时求解剪切角φ的简化公式。此公式的计算结果比现有的其他公式更接近实际情况。由此得出结论：在切削过程中，剪切角φ的大小不仅取决于刀具前角γｏ，而且和被切材料在剪切前后的速度之比｜ｖ｜／｜ｖｃ｜有较大关系。     

基于Abaqus的砂带磨削单磨粒建模与仿真

对砂带磨削中单颗磨粒磨削过程进行了分析与建模,并利用Abaqus软件对具有不同负前角、切削速度与切削深度的单磨粒磨削过程中磨削力和温度的变化进行了仿真。分析结果表明,随着磨粒前角以及磨削深度的增大,磨削力和磨削温度都会增大。当磨削厚度达到一定程度时,将会出现锯齿型切屑,而切削速度对切向力影响较小。