基于斜角切削理论的立铣切削力预测研究

为了预测立铣加工的切削力,把立铣刀的切削刃离散为一系列无限小的斜角切削单元。对于每个微元斜角切削单元,应用斜角切削理论来建立切屑通过时剪切区的应力、应变、应变率和温度的控制方程。采用数值方法根据控制方程计算出流动应力,并根据斜角切削和铣削之间的力变换关系,把流动应力转化为铣削力。最后,对45钢进行了多组不同切削参数的立铣实验,仿真和实验的对比结果验证了所提出模型的有效性。该方法同样可以用于其他加工方式（如车削和钻削）的建模。     

变参数铣削刀具磨损状态监测研究

针对切削力旧有时域特征易受切削参数变动影响而不适用于变参数铣削刀具磨损状态监测的缺陷,采用了一组新的无量纲切削力时域特征(归一化切削力指标NCF、变异系数Cv和峰值力比MFR)。并以难加工材料TC4钛合金变参数铣削实验来验证新特征在变参数铣削刀具磨损状态监测上的有效性,分别以新旧特征作为SVM分类器的输入,分析和比较结果表明本文提出的无量纲切削力时域特征对切削参数变化不敏感,而仅对刀具磨损状态变化敏感,因此能够实现变参数铣削刀具磨损状态监测。     

基于过程集成优化的复杂曲面数控铣削性能分析

针对复杂自由曲面变曲率、大扭曲的特征及其铣削性能难预测的问题,提出加工过程的集成优化的切削性能分析方法,在曲面多轴铣削工作流程中综合评价和提高切削加工效率和质量。建立了自由曲面体零件多轴加工集成优化铣削模型,集成切削加工刀位轨迹计算、切削仿真与机床运动仿真、切削力预测、工艺参数优化工作流程及其输入输出文件,实时从输出文件中解析提取计算结果参数,有效分析预测切削参数与切削力对加工效率和质量的影响,实现复杂自由曲面铣削过程的集成与全局优化。将该方法应用于大型混流式水轮机叶片的数控铣削性能分析,并与生产数据进行对比,进一步验证了所提加工过程集成优化方法可有效分析和预测大型自由曲面的数控铣削性能。     

切削力对钻攻中心加工过程中刀具变形及表面质量的影响研究

为提高手机外壳高光铣削加工质量,对钻攻中心在不同切削参数下切削力对刀具变形误差和表面质量的影响进行研究。建立刀具不同位置受力变形理论模型,得出刀具变形规律。利用测力仪和主轴误差测试系统,对钻攻中心的切削特性进行量化试验研究,验证刀具变形理论模型正确性。试验结果表明:切削时刀具的动态误差并不完全随着切削力的增加而增大,而是表现一定的规律性。切削力的时域信号幅值分布趋势与平均切削力的分布规律略有不同。切削时刀具的动态误差受切削力的影响不显著,而粗糙度随着切削力的增大会变差。切削力随切削用量增加而增大。     

新型钻削材料的性能与应用

<正>钻削是最常用的金属切削方法之一,与车削和铣削等切削加工方法相比,其切削加工可在更不利的条件下进行.尤其是近十年间,随着切削用材料的迅速发展,使钻削工具的使用寿命、钻削效率和钻削质量都有了明显的提高,有效地推动了钻削技术的发展.     

CFRP/Ti叠层材料螺旋铣孔与钻孔的刀具磨损对比与分析

针对螺旋铣孔与传统钻孔刀具磨损的问题,对CFRP/Ti叠层材料进行螺旋铣孔与传统钻孔试验。在相同加工效率及切削速度的基础上,对两种工艺加工孔的切削力及刀具后刀面磨损长度进行了测量。结果表明:制孔过程中,螺旋铣削制孔的切削力明显小于钻削制孔的切削力;加工过程中,螺旋铣削制孔的切削力比钻削制孔的切削力更加平缓;同等参数条件下,螺旋铣削加工到24孔时刀具失效,传统钻削加工到18孔时刀具失效;螺旋铣削制孔的刀具比钻削制孔的刀具更加耐磨,加工孔数更多。     

涂层高速钢钻头钻削奥氏体不锈钢的切削性能研究

从不锈钢材料的应用和切削加工现状出发，针对奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti的切削加工性能进行了试验分析，通过用TiAlN涂层和TiN涂层高速钢钻头进行钻削对比实验，研究了钻削速度对切削力、扭矩、切削温度，刀具磨损的影响，并获得了能够保证对该材料进行高效高精度钻削的合理工艺参数。     

螺旋立铣刀切削力建模分析及加工优化研究

铣削加工中铣刀切削刃与工件的相互作用是一个快速、复杂的变化过程,且其受力变化是其它一切物理量变化的根源,因此研究在铣削加工过程中铣削力具有重要意义。这里研究了切削深度对切削力的影响,提出了一个快速反映切削力波动的切削系数。通过时域分析了在不同切削系数状况下的切削力波动与工件加工质量从而验证了方法的有效性。研究结果表明选择合理的切削系数可以降低切削力波动。因此可以通过选择合理的切削深度在保证加工质量的同时提高切削效率。     

淬硬钢高速微小孔钻削工艺试验研究

从淬硬钢高速微小孔钻削时钻头承受的负荷入手,以HRC62淬硬轴承钢材料为对象,通过试验的方法,检测和分析钻削过程中动态切削力(轴向力和扭矩)的特征,研究淬硬钢微小孔钻削的可行性和切削条件。并通过试验研究切削速度、进给量等钻削工艺参数对切削力的影响规律,提出改善硬态切削性能、提高钻头耐用度的淬硬钢微小孔钻削工艺规范。     

基于ABAQUS的小孔钻削加工仿真

研究了小孔径深孔钻削加工过程中切削参数对零件变形及残余应力的影响,旨在获得不同切削参数下切削力和残余应力的变化规律。对钻削加工工艺分析的基础上,利用 ABAQUS有限元仿真软件,选择合适的材料模型和失效准则,设定多组切削参数,建立零件的三维钻削模型进行仿真。结果表明,根据仿真结果可优选合适的切削参数,并预测切削力,这为钻削的实际生产提供更直接的理论依据。     

基于ABAQUS的小孔钻削加工仿真（英文）

研究了小孔径深孔钻削加工过程中切削参数对零件变形及残余应力的影响,旨在获得不同切削参数下切削力和残余应力的变化规律。对钻削加工工艺分析的基础上,利用ABAQUS有限元仿真软件,选择合适的材料模型和失效准则,设定多组切削参数,建立零件的三维钻削模型进行仿真。结果表明,根据仿真结果可优选合适的切削参数,并预测切削力,这为钻削的实际生产提供更直接的理论依据。     

K477镍基高温合金切削加工预测模型的建立及切削参数优化

针对航空发动机制造对新型镍基高温合金K477切削加工工艺的需求,结合K477的性能特点,设计了均匀试验规划方案,通过试验和切削模型分析研究了K477的铣削及钻削可加工性。首先建立了切削力、刀具磨损和切削温度等预测模型,给出了切削参数与切削力、刀具磨损量以及切削温度之间的量化关系,并研究了刀具磨损机理,最后采用遗传算法以切削效率为目标,以刀具磨损量为约束对切削参数进行了优化。研究结论对于解决航空发动机零件所需新材料的工程制造具有重要的指导意义。     

国外金刚石刀具的应用

本文着重介绍国外在车削、铣削、磨削、钻削及其它加工中所使用的聚晶金刚石刀具的性能、切削参数、加工范围等。     

高体积分数SiCp/Al复合材料小孔钻削的试验研究

碳化硅颗粒增强铝基(SiC_p/Al)复合材料由于其优异的物理机械性能,在航空航天、汽车和电子封装等行业具有巨大的应用潜力。但SiC_p/Al复合材料可切削加工性差,切削时刀具磨损剧烈,加工表面质量难以满足生产要求,其推广应用受到了极大的限制。随着SiC_p/Al复合材料在高速车削、高速铣削、窄槽铣削等方面不断获得技术突破,小直径孔的钻削和螺纹加工技术成为产品研制和生产中的瓶颈。针对高体积分数SiC_p/Al复合材料2mm直径小孔钻削开展试验研究,采用金刚石涂层硬质合金钻头和啄钻工艺方法,研究钻削力、刀具磨损和钻孔质量,对比了干湿两种啄钻方法对钻削工艺的影响。     

基于切削仿真的平衡轴以车代铣工艺优化

采用切削仿真技术对EA888发动机平衡轴第二轴颈半精加工的车削和铣削工艺进行分析,对以车代铣工艺优化进行了研究,并将切削力和切削温度进行对比。仿真结果表明,从切削力和切削温度两方面考量,以车代铣工艺可以获得更高的加工精度。     

CFRP/Al叠层结构钻铰锪一体制孔切削力建模与预测技术

针对钻铰锪复合刀具一体制孔过程,构建瞬时切削力模型,为制孔切削力优化、抑制CFRP/Al叠层结构的制孔缺陷提供理论依据。将CFRP/Al叠层结构钻铰锪一体制孔过程拆分为钻削、铰削、锪窝,基于CFRP与Al的细观斜角切削模型,分别建立钻削、铰削、锪窝过程的动态切削力(轴向力与扭矩)模型。根据切削特点及所处切削状态对制孔过程进行阶段划分,利用钻削、铰削以及锪窝的切削力模型,计算出相应阶段的切削力。根据工作前角数学模型,分别建立钻削、铰削、锪窝过程的前角均值、剪切角均值和摩擦角均值的数学模型,并且给出纤维方向角关于时间的变化模型。基于接触力学理论建立横刃的切削力模型,最终形成CFRP/Al叠层结构钻铰锪一体制孔刀具的瞬时切削力的模型。最后,搭建制孔试验平台,进行钻铰锪一体制孔试验,验证瞬时切削力模型的正确性与可靠性。     

球头铣刀铣削模式与切削性能的计算机辅助预报

讨论并建立了球头铣刀切削几何参数数学模型和铣削过程中切削力、扭矩及切削功率计算机预报数学模型。分析了球头铣刀的铣削模式和铣削中刀具一工件的干涉过程。以车削斜角切削数据库为基础，实现了平面前刀面球头铣刀铣削性能的计算机预报，并通过数值模拟和切削实验对所建立的数学模型进行了验证。     

如何解决刀具振动问题（四）

从图15我们可以看出,加工中心的镗削和铣削系统要比内孔车削受力复杂的多,单靠搜索结点的安全性,降低切削力或者单纯提高刀体的静态刚性很难解决     

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。     

面向加工特征的刀具和切削参数计算机辅助选择系统

切削刀具制造商面临围绕大量工件材料和加工特征为客户提供合理刀具和切削参数的现状,切削工艺规划的核心步骤也是刀具和切削参数的确定。确定刀具和切削参数一般多从零件材料角度出发,可能导致工件与刀具不匹配。文中提出面向加工特征的刀具和切削参数计算机辅助选择系统的开发。系统包括车削特征、铣削特征、钻削和镗削加工特征,系统利用特征图形作为用户交互式接口,采用关系数据库结合数据驱动和规则推理逻辑来选择刀具和切削参数,利用数学模型计算过程参数包括单工步加工工时、切削功率、最大粗糙度等,并辅助制定工序。以车刀和车削参数选择为例,介绍该系统的实现方法。该系统可以辅助设计师及工艺人员选择合理的刀具和切削参数。