超声椭圆振动切削航空铝合金的数值研究

为了研究7075航空铝合金在超声椭圆振动切削(Ultrasonic Elliptical Vibration Cutting,UEVC)下切削速度、背吃刀量、振幅和频率对切削力和切削温度的影响。课题组运用ABAQUS有限元软件建立了仿真模型,对比分析了不同切削方式对航空铝合金力学性能的影响。仿真结果表明:在UEVC过程中,随着切削速度和切深的增加,切削力逐渐增加,切削温度逐渐升高;随着X方向的振幅和振动频率的增加,切削力和切削温度逐渐降低;背吃刀量对切削力的影响最为明显。与常规切削(Conventional Cutting,CC)相比,UEVC能够明显降低切削力和切削温度,是一种改善航空铝合金切削性能的有效加工方式。     

椭圆振动车削TC4的切屑形态和切削力研究

为探究超声椭圆振动车削钛合金TC4过程中振幅、频率和刀尖圆角半径对切屑和切削力的影响,课题组通过建立有限元模型,将常规切削(CC)和椭圆振动切削(EVC)钛合金TC4过程进行对比研究。首先对所用超声椭圆振动的运动特性进行推导,确定刀屑接触率;其次通过理论分析,将切屑和切削力相结合,建立切削力模型;最后分别研究不同频率、振幅对超声椭圆振动切削稳定过程时的切屑形态、切削力和切削温度的影响。研究结果表明:椭圆振动切削过程刀具和切屑间存在周期性地分离,可以用刀屑接触率ts表示;在一定的范围内,增加振动幅值、振动频率以及刀尖圆角半径可以减小切屑厚度,降低切削力; EVC方式下可以选择合理的参数来降低切削力,并可以通过测量宏观切屑厚度来预测切削力,更好地指导生产加工。     

SiCp/Al复合材料的车削仿真研究

为了分析SiCp/Al复合材料的切削力形成机理,同时考虑SiCp/Al复合材料加工性能以及成本问题,课题组建立了SiCp/Al复合材料的工件和切削刀具二维有限元仿真模型。利用ABAQUS有限元分析软件动态模拟SiCp/Al复合材料的车削过程,通过改变切削速度和刀尖圆弧半径2个切削参数,得到了SiCp/Al复合材料切削力的变化规律;同时还分析了SiCp/Al复合材料切屑形成过程和已加工表面质量的影响因素。结果表明:切削力随着刀尖圆弧半径的增大而增大,随着切削速度的增大而波动明显;加工表面质量主要受颗粒的压入、破碎等因素影响。     

椭圆活塞切削力的影响因素研究

文章对不同刀具前角、不同切削速度、不同切削深度、不同刀具刃口钝圆半径以及不同频率对工件应力应变及切削力的影响进行了仿真研究,分析了在不同参数影响下主切削力和背吃刀力的变化情况。     

切削参数对竹材切削力影响的研究

研究了竹材切削不同刀具前角、切削量与切削速度对切削力的影响.刀具前角对主切削力的影响较为显著,随刀具前角的增大,所需主切削力明显减小.主切削力与切削量成正相关关系.切削速度对切削力的影响不大.     

硬态车削H13钢切削力与表面粗糙度试验研究

为了探究H13钢硬态车削过程中的切削力与工件表面粗糙度,课题组采用单因素试验和多因素正交试验法设计车削试验。通过极差分析法对试验结果进行分析,研究不同切削速度、进给量和背吃刀量对切削过程中切削力以及工件表面粗糙度的影响,并比较切削力与表面粗糙度的变化规律。结果表明:影响切削力的显著性参数为背吃刀量进给量切削速度;影响工件表面粗糙度的显著性参数为进给量切削速度背吃刀量。通过单因素试验分析可知,切削力与表面粗糙度变化有一定的相关性,表面粗糙度的变化趋势和切削力一致。     

基于ABAQUS的高温合金GH4169切削力仿真研究

为了研究镍基高温合金加工中切削用量对切削力的影响,课题组借助高温合金的材料本构模型、失效准则、切削过程中的切屑分离准则和摩擦模型,利用ABAQUS有限元分析软件建立了镍基高温合金的二维切削仿真模型,分别以切削速度、切削深度和进给量为单一变量,探究切削力的变化规律。结果表明:切削力随切削速度的增加而减小,并趋于稳定状态;切削力随着进给量和切削深度的增大而增大;相较于切削速度,进给量和切削深度对切削力的影响更大。     

切削参数对人造板切削力影响的研究

通过对中密度纤维板和刨花板的闭式切削实验,研究了不同锯齿前角、切削厚度、切削速度等参数对切削力的影响规律。结果表明:主切削力和法向力皆随前角的增大而呈减小趋势;通常情况下,相同锯齿前角切削时,刨花板的主切削力和法向力皆比中纤板大。切削厚度对切削力的影响显著,主切削力和法向力均随切削厚度增加而增加。切削速度对切削力的影响相对较小,随着切削速度的增加,主切削力和法向力均略有减小。     

振动钻削工艺参数研究

振动钻削属振动切削工艺原方法之一,高频率高转速小振幅振动钻削工艺在微细切削加工领域倍受关注。研究振动钻削原理,以振动钻削基本原理为基础,探究振动频率v、钻头每转断续切削次数N、振动振幅A等工艺参数对振动钻削的影响,解决如何选择振动钻削工艺参数,以期为振动钻削工艺在制造业的推广提供理论参考。     

基于Deform-3D的AISI1045钢切削温度场仿真研究

建立基于Deform-3D有限元软件的AISI1045钢切削加工物理仿真模型,运算获取切削温度场分布数据。通过单一变量因素的切削加工仿真试验,分析切削用量参数对切削温度的影响。仿真结果表明,切削速度、进给量、背吃刀量都与切削温度呈正相关关系。研究对实际生产中控制工件受热变形、延长刀具寿命,合理选择切削加工参数具有积极意义。     

木材振动切削初探

木材振动切削是脉冲切削.在切削的过程中,刀具周期性地离开和接触木材,其运动速度的大小和方向在不断地变化.刀具速度的变化和加速度变化,使木材切削为一断续过程.刀具振动切削具有许多优点,如;平均切削力小,切削温度低,刀具磨损小,刀具耐用度大.     

基于Deform和遗传算法的高速切削工艺参数分析

基于有限元分析软件DEFORM对高速斜角切削进行数值模拟,得到切削速度、进给量、背吃刀量、刃倾角等对切削加工的影响规律及切削力的预测模型,并应用MATLAB软件中的遗传算法与直接搜索工具箱对切削加工用量进行多目标多约束优化。试验所得数据为高速切削加工工艺参数的合理选择提供了参考和依据。     

切削速度在高速铣削淬硬钢斜面中的影响

研究了沿斜面向上顺铣和沿斜面向下逆铣时的动力特性,通过分析切削速度对切削力、振动以及粗糙度值的影响,为实际切削加工提供理论参考和优化选择参数。     

低速切削木材的声辐射分析

成功的木材机械加工自动机需要精确和连续的了解加工状况(例如,刀具磨损的程度和速度及加工表面的光洁度).通常通过测量切削力,刀具振动和功率消耗来监测加工过程.通过研究,着手确定木材加工的声辐射信号源,及用监测器测定加工过程中声辐射信号源的强弱程度.发现剪切区域的塑性变形,木片(切屑)在刀具前面上的滑动,工件表面在刀具后面上的摩擦和木片的断裂可能是声辅射源.在低速切削白枞木时,试验了各种切削参数(前角,后角,接触长度,试件温度,压尺压榨率)对声辐射源的影响,测定出刀具尖端剪切区域塑性变形的变化是声辐源变化的主要原因.声辐射单个的尖顶脉冲变化率与切削力之间没有相应的统计学关系,但趋向是对实测的切削条件敏感,而对声辐射信号的均方根不敏感.     

高速硬切削GCr15考虑刃口参数的切削力试验与仿真

目前对淬硬钢的研究结果看,对淬硬钢的切削力预报是有较大误差的。为了更好的控制硬态切削过程,本文将切削参数进行试验设计并进行切削力试验,通过两种不同刃口刀片切削试验对比,并结合有限元仿真的方法,研究刀具切削刃的几何结构在高速切削GCr15淬硬钢过程中对切削力的影响规律。     

铝合金铸造用20kHz超声换能器的非线性设计研究

超声换能器是铝合金铸造过程的核心部件,超声产生的空化腐蚀对铝合金晶粒细化、除渣、除气等有显著的作用。文章在超声换能器的基本理论基础上,采用非线性压电方程,对换能器振动形式进行分析求解,得出了基于非线性的超声换能器的结构和设计参数。并采用有限元分析法对换能器进行模态分析,确定了换能器端面辐射的最佳振动模态及其纵向振动频率。通过实验验证,表明换能器辐射端面在谐振点振幅最大。     

硬质合金刀具切削钛合金切削参数的优化

切削用量对已加工表面粗糙度、表面硬度、刀具磨损度都有很大影响,切削用量选择是否恰当在企业实际生产中有着非常重要的作用。通过硬质合金刀具干切削Ti6A14V钛合金,采用单因素试验法,分析切削用量对切削力的影响。试验结果表明:在切削三要素中,切削深度和进给量对切削力的影响较大,切削速度对切削力的影响较小,由此优选出合理的切削用量。     

基于Matlab的细长轴车削振动因素研究

颤振是影响金属切削加工工件表面质量的主要因素,尤其车削细长轴工件时更容易发生切削颤振。文章基于横向振动理论建立了细长轴车削过程的振动模型,并从力学及数值分析角度求解了切削力引起的工件振动响应;在Matlab软件中通过仿真研究了切削用量和工件长径比的变化对工件振动响应的影响。设计了以背吃刀量、进给速度、主轴转速及工件长径比为变量的四因素三水平正交车削实验,分析4个因素对工件切削力的影响。实验表明长径比、背吃刀量、进给速度和转速对切削力的影响程度依次降低,实验结论验证了仿真结果的正确性,揭示了细长轴车削过程的动态特性。     

基于AdvantEdge的表面微织构刀具切削性能仿真研究

表面微织构的刀具与无微织构刀具的切削性能不同,为了研究前刀面带有沟槽微织构的硬质合金刀具的切削性能,通过三维绘图软件绘制织构刀具的二维简化图导入Advant Edge中,利用有限元软件Advant Edge构建切削过程的二维仿真模型,在相同条件下,运用单一变量法对微织构和无微织构刀具进行二维切削仿真,通过对比发现织构刀具在应力、切屑形态方面都有积极的改善作用,刀具表面微织构能够降低切削力、切削温度。     

基于ABAQUS的高速切削锯齿形切屑仿真

为了更好地研究在高速金属切削过程中出现的锯齿形切屑的形成机理,以ABAQUS/Explicit软件为平台,利用有限元方法对AISI1045的高速切削过程进行了建模与仿真,建立了分离线模型,利用拉格朗日网格划分方法对模型进行了网格划分,实现了仿真功能,获得了在锯齿形切屑形成的过程中,应力、温度、切削力和总能量随时间变化情况的数据。在此基础上,以绝热剪切理论为基础分析了锯齿形切屑的形成机理。研究表明,在应力和温度图中,有明显的绝热剪切带,说明了用绝热剪切理论分析高速切削塑性材料的可行性;锯齿形上升的总能量图说明了加工过程是一个有规律的振动的过程;切削力的波动图说明了切削振动的频率过大。