高速干切滚齿工艺切屑形变规律及其对刀具的损伤行为

针对高速干切滚齿过程中切屑的形变规律及切屑挤压行为,基于DEFORM-3D建立了高速干切滚齿工艺仿真实验模型,通过对不同工艺参数下高速干切滚齿工艺实验仿真,实现了高速干切滚齿过程中齿轮材料去除过程的可视化,获得了高速干切滚齿过程中切屑的形变规律以及干切滚刀的磨损状态。结合实际高速干切滚齿加工实验,对比切屑形貌及干切滚刀损伤情况,进一步验证了切屑在生成及流动过程中的形变规律以及切屑对干切滚刀的挤压损伤行为。研究结果可为高速干切滚齿工艺参数优化以及高速干切滚刀的寿命延长和性能控制提供参考。     

行星齿轮高速干式滚切工艺参数优化设计

齿轮的高速干式滚切加工工艺参数与常规滚切加工有显著差异,为获取行星齿轮干式滚切加工最优工艺参数组合,提出其工艺参数优化方法。以滚刀转速、机床X轴进给速度和Z轴进给量等参数作为优化变量,选取滚切能耗和时间为优化目标,分析了滚刀转速等优化变量对滚切能耗和时间的影响,建立了协调考虑滚切能耗和时间的多目标优化模型,并建立优化模型的约束条件。应用遗传算法对建立的多元非线性多目标优化模型进行最优解搜索,获取最优工艺参数组合。优化实例和加工实验验证了优化模型和模型求解算法的有效性。     

高速干切滚齿工艺参数的多目标优化与决策方法

为降低高速干切滚齿加工能耗、提高滚齿加工质量,提出一种基于改进多目标灰狼优化（MOGWO）算法和逼近理想解排序法（TOPSIS）的高速干切滚齿工艺参数多目标优化与决策方法。分析了滚齿工艺参数,将切削参数和滚刀参数作为优化变量,构建了面向最小加工能耗和最优加工质量的多目标优化模型,采用改进MOGWO算法对所建的模型进行迭代寻优,利用TOPSIS对优化的工艺参数解进行多属性决策。实验结果验证了所提方法的有效性。      

基于Deform3D的齿轮高速干式滚切过程模型及性能分析

齿轮高速干式滚切工艺取消了切削油/液的使用,是一种绿色高效的齿轮制造工艺,其成形过程分析是提升该滚齿工艺性能的有效途径。基于金属切削工艺仿真软件Deform3D建立了齿轮高速干式滚切过程的有限元仿真模型;进行了齿轮高速干式滚切材料去除过程的数值仿真分析,获得了不同参数条件下齿轮高速干式滚切过程中切屑的变形规律,以及切削力与切削温度的分布规律,分析并确定了影响滚切性能的主要参数。研究结果为齿轮高速干式滚切工艺参数优化提供了理论和方法支撑。     

高速干切滚齿机床能耗分布特性及其预测模型

针对高速干切滚齿机床的能耗优化问题,对变工艺参数下的机床能耗分布特性及其预测模型进行了研究.首先,以机床能耗元件为研究对象,建立了高速干切滚齿机床功率模型;然后,基于机床电路分布原理,通过滚齿实验对所建模型进行了分析验证,揭示了变工艺参数与机床不同部位的功率和能耗之间的关系;最后,构建了高速干切滚齿机床能耗预测模型.     

齿轮高速干式滚切工艺参数优化模型及应用系统开发

齿轮滚切工艺是应用最广泛的齿部成形加工工艺,高速干切工艺的出现和逐步成熟为齿轮滚切实现绿色环保加工以及高效自动化生产提供了技术条件。但由于高速干切工艺切削速度高且缺少切削油/液的冷却润滑,因而工艺参数对机床热变形误差、刀具寿命和工件质量等影响很大,需要开展深入研究。以自动化加工效率、齿轮单件成本为目标,工件材料、刀具涂层以及切削速度、进给量和滚刀顶刃最大切屑厚度等因素为变量,建立一种齿轮高速干式滚切工艺参数优化模型。通过数据分析和试验验证,基于工件材料的抗拉强度,得出齿轮高速干切滚齿工艺切削速度和滚刀顶刃最大切屑厚度推荐值;同时,为实现模型在齿轮自动化生产线上的应用,建立了高速干切滚齿工艺参数在机自适应优化修正模型,并基于西门子840D数控系统开发了高速干切滚齿工艺参数优化支持系统。该系统在某轿车齿轮自动生产线的生产实践中得到应用,取得了良好的效果。     

圆柱齿轮滚切多刃断续切削空间成形模型及应用

滚切加工作为当前圆柱齿轮制造应用最为广泛的工艺具有高效但成形过程复杂的特点。基于展成原理,由规则分布在滚刀基本蜗杆螺旋面上的一系列切削刃相继从圆柱齿坯上切除材料,最终包络形成渐开线齿面。研究其成形原理可以为提升该工艺性能提供有效指导。针对齿轮滚切工艺过程多刃切削成形特征,建立圆柱齿轮滚切的空间成形模型。基于滚刀几何结构参数的理论约束关系,建立滚刀切削刃序列的参数方程;根据滚刀和工件的几何参数以及切削参数确定滚切过程中滚刀与工件的空间位置和运动关系,并基于空间运动学方法推导求得滚刀刀刃序列形成的空间成形曲面参数模型;采用离散数值方法获得滚切过程中的切屑几何形态及切屑厚度,并根据切屑几何计算各刀刃去除材料时的瞬时主切削力。该模型可以为滚切工艺参数优化、滚刀几何设计等研究提供支撑。     

车削参数和滚挤压参数对滚轮滚挤压表面质量影响分析

滚挤压是一种金属表面微塑性连续变形精加工工艺,现在日益被用作切削加工后的表面强化终处理工艺以获得具有压缩残余应力的高性能低粗糙度的镜面零件表面。本文分析了车削前处理工艺对后续滚挤压加工效果的影响,采用考虑交互作用的L27(313)正交试验设计与分析方法研究了车削滚挤压复合工艺中车削三要素(即车削速度v、车削进给量f、车削深度ap)和滚挤压三要素(即滚挤压速度vb、滚挤压进给量fb、滚挤压深度ab)对滚轮滚挤压45号钢的滚挤压效果(即表面粗糙度Ra、小负荷维氏硬度Hv的影响规律),其中考虑了对滚挤压效果影响最显著的车削进给量f、滚挤压深度ab与滚挤压进给量fb两两之间的交互作用,分析得出了对滚挤压效果影响最显著的主要因素及其规律。从试验的角度发现车削进给量对滚挤压效果有显著影响,与理论分析和预测相吻合。     

圆柱齿轮滚切力可视化及切削参数对滚切力的影响研究

滚齿是重要的齿轮加工工艺之一,其加工成形过程复杂,并且涉及较多切削参数.为了量化切削参数对滚切力的影响,研究了一种基于三维几何仿真的滚齿切削力预测方法.根据滚刀和工件的几何参数以及切削参数确定加工过程中滚刀和工件的相对位置和运动关系,在CAD环境中实现滚齿运动过程的三维仿真,并得到未变形切屑的三维模型;根据选定的切削力...     

螺旋锥齿轮滚切加工瞬时切削厚度控制方法

螺旋锥齿轮滚切加工过程中,为了满足刀具强度要求,提高刀具寿命,需要合理的设定瞬时切削厚度及相关的加工工艺参数.以Solidworks为仿真平台,在滚切仿真基础上结合统计分析给出一种螺旋锥齿轮滚切加工过程瞬时切削厚度的控制方法,包括瞬时切削厚度的主要影响参数及其调整方法,实践证明该方法能够将瞬时切削厚度控制在合理区间范围内.     

管材滚切过程中刀片的受力分析

借助有限元分析软件DEFORMTM3D模拟管材滚压剪切过程,研究发现进给速度和最大压下力是影响刀片受力的重要工艺参数。通过对不同工艺参数下刀片的受力情况进行分析,揭示滚切过程中刀片破坏的机理,得到刀片上应力的分布规律和变化规律。刀片上应力的最大值发生在刀片与管材相接触的刃口部位,应力过大是刀片损伤的原因之一,且应力的最大值随进给速度和最大压下力的增加而增加,当刀片切入的深度较小时应力值较大,易导致刀片破坏。通过比较得到切断Ф76mm×3.5mm的钢管较为合理的工艺参数。     

管材滚压剪切过程三维弹塑性有限元分析

利用ANSYS有限元分析软件,对管材滚压剪切过程进行了数值模拟,同时利用单元死活技术对管材的断裂问题进行了模拟,得到了某一时刻变形区的应力、应变的分布云图。根据有限元计算结果,分析了各种因素对滚切力及切口金属流动的影响规律,通过实验验证了用有限元法进行管材滚压剪切过程模拟的可靠性和有效性,为确定合理的刀具和工艺参数提供了理论依据。     

Optimization of squeeze casting parameters for non symmetrical AC2A aluminium alloy castings through Taguchi method

This paper reports a research in which an attempt was made to prepare AC2A aluminium alloy castings of a non symmetrical component through squeeze casting process. The primary objective was to investigate the influence of process parameters on mechanical properties of the castings. Experiments were conducted based on orthogonal array suggested in Taguchi’s offline quality control concept. The experimental results showed that squeeze pressure, die preheating temperature and compression holding time were the parameters making significant improvement in mechanical properties. The optimal squeeze casting condition was found and mathematical models were also developed for the process.     

Optimization of squeeze casting process parameters using Taguchi analysis

Squeeze casting is a hybrid metal forming process combining features of both casting and forging in one operation. This paper reports a research in which an attempt was made to prepare solid cylindrical components of LM24 aluminum alloy through squeeze casting. The primary objective was to investigate the effect of process parameters on the mechanical properties exhibited by the castings produced though squeeze casting process. A set of trials were conducted based on parameters settings suggested in Taguchi’s offline quality control concept. The experimental results indicate that the squeeze pressure and the die-preheating temperature were the parameters making significant contribution toward improvement in mechanical properties of squeeze cast LM24 aluminum alloy.     

基于模糊控制的挤压铸造模温控制系统研究

针对挤压铸造模具温度难于控制的特性,分析了挤压铸造工艺及挤铸模具温度影响因素。根据现有挤铸模具加热及冷却方式,结合分析研究影响挤铸模温的多因素与多变性,建立了新的挤铸模具温度控制模型,并运用模糊控制方法来实现温度控制。在设计好模糊控制器后,利用Matlab软件中的Simulink模块建立了模温控制系统模型并实现了仿真分析。仿真结果表明:与传统的PID控制相比,模糊控制系统具有良好的控制特性。     

多重网格法求解微机械谐振器的挤压膜阻尼

针对求解MEMS挤压膜阻尼过程中存在的问题,采用了多重网格方法进行求解,与传统方法相比,应用于挤压膜中流体问题的求解具有收敛速度快,数值稳定性好的优点,求得了谐振器平板间的压力分布函数以及微谐振器的各个性能指标的值,研究了挤压膜中流体阻尼力的特性以及与谐振器件幅—频特性的关系。     

电流变液在电场中受挤压时的力学行为

研究了电流变液的准静态挤压过程,测试了在不同外加电场下挤压时电流变液所能承受的压缩应力随压缩量的变化曲线,并利用由Williams等人基于广义双粘度模型推导出的电流变液压缩应力与屈服切应力之间的关系式计算了压缩应力随压缩量的变化,其结果与试验测试的曲线基本吻合,说明电流变液受挤压时的力学行为可以用双粘度流体力学理论作出较准确的描述和预测。     

压射系统温度采集装置的设计

压射系统是挤压铸造设备的关键部件之一.挤压铸造生产过程中,压射系统温度场的获得将有利于以下的研究:一是对压射装置的分析,进而提高压射装置的运行精度和稳定性;二是从提高铸件的力学性能和改善铸件的微光组织角度出发,对压射工艺参数的研究;三是研究金属熔液在压射过程中的热传导,计算压射装置和金属熔液的温度,精确控制金属熔液的凝固过程.基于以上的研究目的,提出了用于压射系统温度采集装置的设计方案.     

Effect of hole perpendicularity error and squeeze force on the mechanical behaviors of riveted joints

In the automatic drilling and riveting process, the perpendicular error of the hole is inevitable, which has a great influence on the assembly quality. In the current research, the shear and pull-out behaviors of riveted joints under different perpendicularity errors and squeeze forces were investigated and compared by the quasi-static tests. The fracture of the failed samples was characterized by a scanning electron microscope and the formation process of fracture was discussed. The failure mechanisms of riveted joints were analyzed in detail to guide engineering applications. The test results demonstrated that the shear load and pull-out load of riveted joints increased slightly with the increase of the tilt angle from 0° to 4°. The perpendicularity error did not affect the shear and pull-out failure modes of the riveted joints. However, the squeeze force had a significant effect on the failure modes of the pull-out samples. Fracture analysis showed that the failure of all shear samples occurred at the rivet shaft. Besides, when the squeeze force increased from 15 kN to 23 kN, the failure modes of the pull-out samples changed from the sheet to the rivet itself.     

超声挤压膜动特性系数及影响因素研究

应用流体动力润滑理论建立了圆盘挤压膜的动特性系数模型,并应用非线性数值计算方法对模型进行了求解,给出了一些特定参数下的挤压气膜动特性系数。分析了稳态膜厚、激励振幅以及激励频率对动特性系数的影响,发现激励参数对挤压气膜动特性影响显著。最后对超声挤压膜的静态刚度系数进行了测量,并和理论分析数值进行了比较,发现两者在数量级上一致。