可转位浅孔钻的径向力分析及试验研究

为了分析可转位浅孔钻钻孔的径向力,将可转位浅孔钻的切削刃离散为一系列无限小的单刃斜角切削单元。借用单刃斜角切削模型,并根据斜角切削和钻削之间的力变换关系对可转位浅孔钻钻孔的切削力进行分析。通过分析可转位浅孔钻切削刃上各点的几何角度,确定相应斜角切削单元的几何角度。最后对Al7050-T7451进行多组不同切削参数的钻削实验,数值计算和实验结果的比较验证了所提出数学模型的有效性。     

硬质合金可转位浅孔钻优化设计及CAD原型系统研究

以提高浅孔钻加工性能、促进浅孔钻批量化生产为目标,对刀体上装有两个等边不等角六边形硬质合金可转位刀片的浅孔钻进行研究。采用向量矩阵法建立切削部分几何模型;采用经典斜角切削理论和经验公式相结合的方法建立浅孔钻的力学模型;基于上述数学模型,以径向合力与扭矩最小为优化目标建立优化程序;在给定已知条件下求出不同切削用量、不同直径条件下的浅孔钻内、外刀片的最优空间位置,并进行分析;最后,基于理论分析与实验数据,建立可转位浅孔钻的参数化CAD原型系统。     

可转位浅孔钻“非稳态”加工时的力学建模

以刀体上装有两个等边不等角六边形硬质合金可转位刀片的浅孔钻为例,用向量矩阵法分析了可转位浅孔钻的几何参数。根据浅孔钻加工特性划分了各个加工阶段,在建立各阶段数学模型的基础上,采用经典斜角切削理论和经验公式相结合的方法进一步分别建立了浅孔钻“钻入”五个阶段和“钻出”三个阶段的力学模型。为进一步研究浅孔钻所受切削力、切削热以及浅孔钻结构的改进、使用等打下了必要的基础。     

可转位浅孔钻非稳态加工的数学模型

以刀体上装有两个等边不等角六边形硬质合金可转位刀片的浅孔钻为例,用向量矩阵法分析了可转位浅孔钻的几何参数.根据浅孔钻的加工特征将其分成稳态和非稳态两个工作状态,将非稳态加工分为钻入五个阶段和钻出三个阶段,并分别对其相应的几何参数的计算建立了数学模型.为对浅孔钻进行进一步力学建模、对其所受切削力、切削热的研究,对浅孔钻结构的改进、使用等打下了必要的基础.     

可转位浅孔钻参数优化的数值解法

采用斜角切削理论和试验相结合的方法建立可转位浅孔钻钻削力数值仿真的数学模型。该模型用于研究刀片在刀体上的空间位置参数对钻削力和扭矩的影响,并在给定已知条件下求出经过优化的径向合力为最小的刀片位置参数。     

可转位浅孔钻的实体建模及网格划分

可转位浅孔钻内外刀片的径向非对称分布,导致钻削时将会产生径向合力,从而影响被加工孔的质量。为最大限度的减小加工时的径向合力,有效研究浅孔钻钻削过程,需借助有限元软件对其进行三维斜角切削分析。由于浅孔钻结构复杂,为创建有限元分析所需要的几何模型,采用Solid-Works软件建立可转位浅孔钻三维模型,并详细介绍了其建模过程;同时在有限元分析软件ANSYS里对其进行网格划分,为后续浅孔钻的应力、应变等分析做好充分准备工作。     

可转位浅孔钻几何角度分析

采用向量矩阵法建立了可转位浅孔钻静态几何角度的数学模型 ,使用该模型可计算出钻头切削刃各点的刃倾角、法前角、法后角及主偏角 ,为进一步研究可转位浅孔钻的钻削力、钻削温度、刀片磨损等提供必要的基础数据。     

浅孔钻的径向力平衡及关键参数设计

通过对WCMX型刀片可转位浅孔钻的受力分析,提出应以径向力平衡作为浅孔钻的设计原则;对内刀片的过轴心线值、刀片切削刃的余偏角及内外刀片轴向相对位置、端面相对于圆心位置等重要设计参数进行了分析和阐释,并给出了推荐值;推导出了内刀片偏转角β的计算公式。     

基于FEM的可转位浅孔钻钻削应力分析

以安装两片硬质合金刀片的可转位浅孔钻为例,对浅孔钻的刀片所受应力进行了研究。根据内外两个刀片的切削刃在加工中的实际状态,分别对其建立有限元模型,利用Matlab对刀片在优化后稳态加工时有效切削刃的载荷分布进行了多项式拟合,并进行了应力分析;在不同切削用量时对刀片的应力变化情况进行了数值仿真。为浅孔钻结构(主要是刀片槽形)设计、使用的刀片的几何参数的确定,以及加工中切削用量的选用等提供了理论模型和可供参考的结构参数,而且所建立的模型和所采用的研究方法为其它类型的可转位刀具切削力的计算与数值仿真提供了可供借鉴的途径。     

关于可转位钻头径向合力的探讨

可转位浅孔钻的主要优点是允许采用比其它钻头高得多的进给量和切削速度。但由于其刀片是非对称安装,因此切削时可使机床主轴—轴承系统要承受较大的径向载荷。本文简介了首批试验研究结果,并对装有正方形硬质合金可转位刀片的浅孔钻,指出了克服其缺点可能采取的办法。     

可转位硬质合金车刀车削45钢车削力预报

采用金属成形有限元分析软件Deform3D建立了可转位硬质合金车刀车削45钢的三维斜角切削有限元模型,利用该模型进行了切削加工模拟,得到切削力的数值并给出了切削力随时间的变化曲线.通过设置不同的切削参数,对不同参数下的车削力进行比较,分析各个切削参数对车削力的影响规律,为研究刀具的切削性能提供有用的数据.     

浅孔钻钻削过程中的有限元动态仿真

基于Deform 3D有限元软件平台,采用数值仿真技术,建立了浅孔钻钻削加工45钢的有限元模型.动态模拟了浅孔钻钻削过程,获得了浅孔钻钻削加工过程中变形工件的等效应力和温度,分析预测了加工过程中硬质合金刀具所受的主切削力、径向力以及两刀片所受的扭矩及评估刀片的磨损情况.     

可转位车刀刀片槽几何参数优化算法

采用二维非线性约束优化方法建立可转位车刀刀片槽几何参数优化计算的数学模型 ,使用该模型可得到满足设计要求并使车刀前角值为最大的车刀刀片槽加工所需的几何参数。     

难加工材料型腔圆角数控铣削的切削力预测

在难加工材料型腔的数控铣削过程中,圆角区域的加工阶段,径向切削深度和真实进给量的变化很大程度上影响切削力,造成扎刀、撞刀、振动等很多的问题, 影响工件的加工准确度和刀具的寿命,甚至使得加工无法顺利进行.文中建立端铣刀和圆角轮廓几何关系的数学模型,提出普遍适用于矩形与梯形型腔圆角的切削力预测方法.最后,对型腔圆角切削力的变化规律预测方法进行验证.     

模块式可转位转子槽盘铣刀的设计

介绍了模块式可转位转子槽盘铣刀的设计原理 ,计算、分析了几何参数沿切削刃的分布情况及切削刃的造形误差 ,并给出了计算实例。