高速切削铝铜合金切削力理论与试验研究

分析了高速切削的基本理论,研究了高速切削的切削力理论。建立了主切削力模型。通过高速切削铝铜合金的铣削力试验研究,得到了各切削参数对切削力的影响规律。     

300M超高强度钢高速铣削切削力建模研究

通过建立300M超高强度钢(低合金超高强度钢40CrNi2Si2MoVA)高速铣削切削力经验模型,分析切削参数对切削力的影响,为高速铣削切削参数的合理选择提供可靠依据.采用多因素正交试验方法进行300M超高强度钢高速铣削实验,使用最小二乘法等概率统计方法和回归分析原理建立切削力与轴向切深、主轴转速、进给量、径向切深之间的经验模型,对回归方程及回归系数进行显著性检验,通过切削参数优化验证切削力模型的有效性.通过正交试验直观分析考察切削参数对于铣削力的影响规律.     

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。     

高速铣削难加工材料切削力建模及预测研究

针对高速加工的特点和难加工材料的组成成分、力学性能,对高速铣削难加工材料（26NiCrMoV145）的切削力进行了研究。在球头铣刀刀刃线的几何模型的基础上,采用理论分析和系数的方法,建立了螺旋刃球头铣刀的铣削力模型。对不同切削条件下的铣削力进行了仿真预测,与实验数据相吻合,证明所建立模型的正确性。     

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。     

高强度钢高速加工时切削力尺度效应特征规律研究

在切削速度118m/min～463m/min,每齿进给量0.078mm/z～0.2mm/z,切削深度0.2mm～1mm范围内,研究高速端面铣削某新型高强度钢材料(>42HRc、抗拉强度σb>1.2GPa)过程中切削力的变化规律,考察切削用量对铣削力的交互影响与尺度效应规律,并从切削变形机理上进行讨论与分析,使用残差分析与最小二乘法等统计方法,建立切削力与切削用量经验公式。研究结果表明:高速铣削时,切削深度、每齿进给量和两者之间的交互作用为对主切削力有显著影响的效应因素;该类型高强度钢的单位铣削力为45调质钢的1.0729倍～1.7917倍;非自由切削过程在高速切削条件下将会引发切削力的尺度效应。     

高速铣削高锰钢的铣削力模拟与试验研究

基于正交自由切削的切削力解析法原理,采用大变形有限元法及热弹塑性本构方程建立了高速铣削加工的有限元模型,对难加工材料高锰钢ZGMn13进行了高速铣削加工过程的模拟研究,模拟了切屑的形成过程及探讨铣削力的分布.并结合大量的铣削试验,分析了高速铣削高锰钢过程中铣削力受切削参数的影响及其变化规律.仿真结果与试验数据吻合,验证了所建立的有限元模型的正确性,可对铣削力随进给速度的变化规律进行有效地预测.     

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。     

基于数控高速铣齿机切削力模型的切削用量优化

依据常规金属切削加工的特点和原理,对数控高速铣齿加工的铣削力大小进行监测.采用统计分析软件STATISTICA建立高速铣齿的切削力模型,分析铣削速度和进给速度对铣削力的影响,并以最大生产效率为目标,使用MATLAB对铣削用量进行优化分析,从而提高铣齿加工效率.     

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。     

注塑模具硬态高速铣削力研究

采用高速铣床对4Cr5MoSiV1钢注塑成型模具进行硬态铣削,研究切削加工参数对切削力的影响,通过多因素法正交试验,利用改进的BP神经网络建立了切削力的神经网络模型,将网络预测结果经过现场加工实践检验其准确性,利用MATLAB分析切削参数的影响。结果表明:人工神经网络能准确地预测铣削力的大小,模型具有良好的泛化能力和自适应能力;在高转速、小切深、合适的进给速度以及微量切削液状态下铣削力较小,为优化模具硬态铣削的切削参数并对其实际生产应用提供了较好的依据。     

高速铣削钛合金Ti-6Al-4V切削力仿真研究

切削力对工件的机械加工性和刀具磨损有重要的影响。基于有限元仿真技术,针对钛合金Ti-6Al-4V高速铣削力进行数值仿真,重点研究切削参数对铣削力的影响规律。结果表明:随着每齿进给量和径向切深的增加,切削力有不同程度的增加;随着轴向切深的增加,切削力呈正比增加趋势,但主轴转速对铣削力影响并不明显。分析结果为钛合金Ti-6Al-4V高速铣削加工工艺参数优化奠定了基础。     

二维振动辅助微细铣削切削力建模与试验研究

基于力学解析法与斜角切削微元力模型,综合考虑刀具偏心、尺度效应与累积作用对瞬时切削厚度的影响,结合二维振动辅助微细铣削运动学特性,根据剪切区与犁耕区切削力大小不同的特点,建立了二维振动辅助微细铣削切削力模型。为实现振动辅助加工的目的,基于自行设计并优化的非谐振式二维柔顺振动平台,对铝合金Al6061进行了相应的二维振动辅助微细铣削试验研究,并利用MATLAB软件对铝合金Al6061的切削力曲线进行了仿真研究,通过对比分析验证所建立的二维振动辅助微细铣削切削力模型的正确性。最后,基于所建立的切削力模型,分别分析了振幅与振动频率对铣削力的影响规律。     

基于响应曲面法的NOMEX蜂窝芯超声复合铣削力预测模型构建

铣削力是NOMEX蜂窝芯加工中主要的物理量,铣削力不仅影响加工质量,还影响蜂窝的固持状态。由于蜂窝芯材料的力学性能及切削性能不同于常用的金属材料,现有的金属切削力公式无法适用于超声复合铣削蜂窝切削力的计算。针对此问题,开展了NOMEX蜂窝材料超声复合切削实验,采用中心复合响应曲面法,建立了超声复合铣削NOMEX蜂窝材料的三方向铣削力预测模型,并将模型计算出来的数据与实验数据对比,验证了预测模型的有效性。基于该模型,研究了各个因素对铣削力的作用规律及各个因素之间的交互作用。结果表明:该模型可以有效预测超声复合铣削蜂窝材料过程中的铣削力;铣削宽度对铣削力影响最显著,其次进走刀速度,切削深度对切削力影响最小,交互项对铣削力也影响显著;铣削力随走刀速度、铣削深度和铣削宽度增加而增大。     

高速干式飞刀铣齿切削力模型

利用金属切削理论,采用高速干式飞刀铣齿模拟滚齿切削过程,建立飞刀铣齿切削力模型,推导出飞刀铣削力的计算公式。该模型的建立对进一步分析高速干式滚齿过程中的特征参数、进行切削机理的研究具有重要意义。     

型腔模具拐角高速加工的切削力研究

在型腔模具的高速铣削中,拐角处切削力的突变会影响加工的质量和加工效率。拐角高速铣削中,对影响切削力的主要因素有进给速度、轴向切深、径向切深和主轴转速。为了研究拐角加工中切削参数和切削力的关系,先进行了一系列的单因素实验,然后进行四因素四水平的正交试验,通过线性回归正交实验法,建立拐角铣削力预测模型。对该预测模型进行了回归方程和回归系数的显著性检验,证明了该预测模型的显著性及得出各因素的对切削力的影响顺序。该模型可用于高速拐角加工中预测切削力及合理选择铣削参数。     

模具淬硬钢高速铣削加工的有限元模拟

研究了高速铣削加工数值模拟所涉及的切削层等效简化铣削加工模型,分析了工件材料的流动应力模型与刀屑接触面的摩擦模型和热传导控制方程等关键技术.并根据等效简化模型平面应变特征的特点,建立了铣削加工数值模拟的2-D有限元模型.基于此模型对高速铣削加工淬硬钢P20的切削力、应力和温度进行了有限元模拟.通过铣削力切削加工实验测得了相同条件下的铣削力值.结果表明:实验铣削力值与数值模拟在一定的误差范围内结果一致.由此可见,采用具有平面应变特征的有限元模型进行应力和温度的模拟切削过程是可信的.高速铣削加工有限元模拟研究为淬硬钢切削加工的工艺参数优化、刀具的优选和工艺规划奠定了基础.     

模具钢Cr12MoV硬态铣削过程切削力的研究

切削力是铣削机理研究的重要对象,与刀具磨损和已加工表面质量等指标关系密切。本文通过软件ThirdWave建立了球头铣刀高速铣削模具钢Cr12MoV的仿真模型。该模型采用了网格自适应技术和删除技术。成功实现了切削力的高精度仿真,并对仿真模型进行了实验验证。模型分析了切入切出过程切削力的变化特性,同时也揭示了切削条件对切削力变化的影响规律。本研究成果可对切削工艺条件的合理选择提供借鉴。     

CFRP高速铣削渐进损伤切削力模型研究

基于VUMAT子程序编写三维Hashin失效准则、材料刚度退化,采用Abaqus/Explicit建立求解CFRP高速铣削渐进损伤切削力模型,并通过相同实验参数进行验证,分析了纤维方向对铣削过程中切削力、应力以及材料失效的影响机制。结果表明,CFRP高速铣削切削力实验值与仿真值误差小于5%,说明渐进损伤模型可靠性较高;纤维方向对切削过程中切削力和应力有显著影响,切削力与应力都遵循规律:45°90°0135°,不同角度切削力与应力差异主要是由纤维强度各向异性以及纤维受到刀尖不同类型作用力导致的。此外,切削过程中材料损伤是渐进发生的,纤维角度对材料失效也有重要影响,其中45°方向纤维失效规模最大,135°方向纤维失效规模最小。     

航空钛合金Ti6Al4V微细铣削加工数值模拟与试验研究

根据实际微细铣削加工方法,采用DEFORM软件建立螺旋立铣刀铣削加工分析模型,利用该模型分析硬质合金刀具铣削加工航空用钛合金Ti6Al4V过程中的铣削力变化,在相同条件下进行铣削加工试验。试验结果表明:随着铣削的进行,刀具与切屑逐步接触,各个铣削方向切削力逐渐增加;随着铣削的进行,切削厚度逐渐减小、铣削温度升高、工件材料力学性能和铣削力开始降低;铣削深度、单齿进给量及铣削速度对铣削力均有不同程度的影响,其中单齿进给量影响最大。