基于BP神经网络和多元线性回归的航发叶片铣削力预测研究

针对航空发动机叶片加工过程中铣削力的变化预测和控制问题,通过研究铣削加工工艺系统的主要工艺参数,利用正交试验法确定了若干组工艺参数方案,建立了AdvantEdge FEM叶片二维铣削模型完成了叶片铣削仿真试验;提取了仿真试验的铣削力,通过方差分析确定了不同工艺参数对铣削力变化影响能力的强弱;利用影响能力强的参数设计了对比试验,建立了BP神经网络铣削力预测模型和多元线性回归铣削力预测模型,比较分析了两种预测模型对铣削力的预测能力。研究结果表明:铣削深度对铣削力变化的影响最大,其余影响较小;BP神经网络预测的准确度和稳定性整体上优于多元线性回归。     

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。     

基于铣削力/力矩模型的铣削表面几何误差模型

在端铣加工过程中 ,影响铣削表面的因素包括铣削力 /铣削扭矩、机床和工件的性质等等。通过研究这些因素 ,基于铣削力 /铣削扭矩和瞬时未变形切屑厚度的关系 ,建立了一个考虑了铣削力 /铣削扭矩的解析模型 ,用来预报在端铣情况下工件的表面几何误差。与数值模型相比 ,解析模型能够更好地来研究工艺参数和工件质量、产品设计、工艺规划和控制之间的关系。并且可以对铣削工艺的设计和优化提供帮助。一系列的试验验证了模型的有效性 ,并且通过仿真结果得到一些有用的结论     

医用球头铣刀铣削力模型与实验验证

在骨科手术中经常使用球头铣刀对骨材料进行加工,在此过程中铣削力大小的精准控制是改善手术质量的关键,但目前尚缺乏理论模型预测骨材料加工过程中的铣削力。本文将球头铣刀离散成沿切削刃分布的切削微元,并用球头铣刀的结构参数表达切削微元的位置。通过分析切削微元的铣削力模型最终积分得到整个球头铣刀的铣削力模型,并以人工骨为铣削材料设计了三个不同工艺参数的实验来验证模型预测值的准确性。结果表明,该模型能较准确地预测球头铣刀在不同工艺参数下的铣削力。     

高速微尺度铣削分力的试验研究

针对微铣刀刃径非常小,在高速微铣削加工过程中很难判断其磨损状况以及对加工表面质量的影响的问题,在微铣削过程中测量微铣刀刀刃受到的微铣削力,研究微铣削力的特性和变化规律,以有效、间接地反映刀刃变化和工件加工表面质量。从理论角度对螺旋立铣刀受到的微铣削力机理进行了着重分析;借助已有的微铣削试验平台,选择典型工件试验材料并设计对应的试验方法进行试验;针对多种材料受到的微铣削分力进行了总结归纳和分析,获得了微铣刀刀刃受到的微铣削力的特征和变化规律。试验结果表明：随着微铣削参量的变化,微铣削力的变化规律与所加工材料的物理机械加工性能存在着密切的联系,而且微铣刀刃径及其每转进给量、轴向铣削深度、材料的晶粒大小都是尺寸效应产生的主要影响因素。     

端铣7055铝合金铣削力及铣削温升研究

通过试验构建了适合描述7055铝合金铣削加工过程的流动应力本构模型。采用有限元软件Deform-3D建立了接近实际的三维螺旋刃立铣刀单齿铣削加工数值仿真模型,通过仿真计算,获得了铣削7055铝合金过程中的铣削力和铣削温度,分析了铣削速度、进给量、铣削深度等工艺参数对铣削力和铣削温度的影响规律。结果表明,铣削力和刀尖处工件温度都随着铣削速度、进给量、铣削深度的增大而增大,但增大的程度及影响机理不尽相同。最后通过铣削力和铣削温度测量试验对有限元计算结果进行了验证。     

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.     

球头铣刀骨铣削力有限元建模与试验验证

在骨科手术中,铣削力对骨裂纹和加工表面质量影响较大。由于临床球形骨铣刀结构复杂,目前尚无有效的理论模型预测切削力。通过引入三维有限元模型模拟球形铣刀加工骨材料过程,评估不同加工参数下的铣削力值。搭建骨铣削试验平台模拟临床操作中的铣削过程,并利用采集到的加工信号分析铣削力。通过试验结果与仿真结果的对比,验证了有限元仿真模型的合理性。该骨铣削有限元模型能够满足不同加工参数下铣削力预测精度的要求,方便指导医生根据不同要求选择合适的加工参数。     

高速铣削铝合金切削力测定与分析

简述了切削力对加工过程的影响和切削力在理论上计算的基本关系；进行高速铣削试验测定了铣削力；且依据铣削初始阶段切削力的变化，推测加工过程中是否存在积屑瘤，并就此验证铣削方式(顺铣或逆铣)的合理性；分析了切削力随切削速度变化的趋势。     

拼接淬硬钢铣削特性有限元模拟

研究了拼接淬硬钢过渡区的铣削加工过程,建立了不同硬度下的Cr12MoV淬硬模具钢的本构关系式,采用有限元法对单一硬度和多硬度过渡区的铣削加工过程进行了数值模拟,分析了铣削力的变化规律,揭示了铣削温度场的分布形式。数值模拟结果表明通过有限元模拟的方式可以准确地得到多硬度过渡区的铣削力和温度场的相关信息,铣削力稳定性、温度场分布均匀性与铣削深度等铣削工艺参数有着密切的关系,通过合理的工艺参数优化可以实现过渡区的稳定加工,产生连续而均匀的切屑,形成高质量的表面。     

脆性材料微铣削理论及微铣削力模型研究

从脆性材料塑性域铣削机理和特点出发,建立了微径球头铣刀几何模型,改进了瞬时切厚模型,利用合理的切削力微元模型建立了脆性材料铣削瞬时的铣削力解析模型;以石英玻璃为工件材料,基于改进的实验平台进行球头铣刀微铣削试验,并获取了铣削力实验数据,回归出了所建模型中的切削力系数。利用试验对模型进行验证分析,结果表明所建模型具有良好的适用性。     

陶瓷刀具高速铣削4Cr13不锈钢铣削力试验研究

采用单因素试验,分析了切削速度vc、每齿进给量fz和切削深度ap对铣削力的影响规律,结果表明:随着切削速度vc的增大,铣削力减少;随着每齿进给量fz和切削深度ap增大,铣削力增大。同时,设计了4Cr13不锈钢正交试验方案,基于概率统计和回归分析原理,建立了4Cr13不锈钢高速铣削的铣削力模型,对建立的铣削力模型进行了显著性检验,检验结果表明所建立的回归方程呈高度显著检验状态,并对其进行了验证,结果表明该模型与实际情况拟合得较好,故可用其来预测和控制铣削力。     

In-process modelling of numerical control end milling

A computer-aided modelling system which can simulate the in-process cutting geometry and then calculate the corresponding dynamic cutting force in numerical control (NC) end milling is presented in the paper. In the developed system, the varying cutting geometry in end milling operations is simulated by a geometrical cutting simulation system using Boolean operations. Once the varying cutting geometry is identified, the dynamic cutting force can be calculated by a cutting process model. As a result, cutting performance in NC end milling can be verified through this developed system.     

高速铣削过程铣削力建模及析因试验分析

根据铣削过程和铣刀的几何模型,建立铣削力的瞬时表达式和平均切削力公式,给出基于响应曲面法的切削力系数的二次多项式。综合应用析因试验设计和统计分析理论,计算切削力系数的回归系数模型并分析了切削参数对切削力系数的影响规律。     

基于UG的立铣刀铣削力的有限元分析

为提高加工精度,对立铣刀的应力场进行了有限元分析。通过铣削力试验,对不同切削参数下立铣刀的铣削力进行动态采集,利用UG中的建模模块进行立铣刀实体建模,根据切削力实验结果给出了边界条件,在立铣刀有限元模型上进行加载,利用UG有限元分析模块,获得了立铣刀切削过程中切入、切出的瞬时应力场云图,显示了切削中铣刀片应力场的变化规律。     

浅谈顺铣与逆铣在铣削加工中的应用

在铣削加工中,采用顺铣还是逆铣方式是影响加工表面粗糙度及刀具切削寿命的重要因素之一.铣削方式的选择应视零件图样的加工要求,工件材料的性质、零件在加工中装夹的受力特点以及机床、刀具等条件综合考虑顺铣与逆铣在铣削加工中的应用.在现代加工技术中,各单位对于顺铣与逆铣的应用情况也不尽相同.因此需要掌握顺铣与逆铣的知识和在加工中的应用及切削力的分析.     

PCrNi3MoVA高速侧铣加工研究

PCrN娼MoVA是一种应用广泛的高强度钢，主要应用于炮筒和小型炮后备箱的制造。本文主要研究了利用直径10mm的整体硬质合金铣刀高速侧铣PCrNi3MoVA钢时的铣削力，以及加工后表面粗糙度的情况。同时与端铣加工进行对比，找到了2种加工方式影响粗糙度和铣削力的主要因素，并总结了铣削力的预测公式。     

整体式立铣刀三维建模及切削力预测研究

针对立铣刀三维建模困难及铣削时切削力难以预测等问题,根据微分几何原理建立立铣刀数学模型。基于数学模型将铣刀切削刃离散成斜角切削单元,根据剪切区应力、应变和温度控制方程,由材料本构方程计算流动应力,通过坐标变换关系建立铣削力预测模型。得到的铣削力与已有铣削试验数据一致,验证了铣削力模型的有效性。     

一种螺旋刃球头铣刀的动态铣削力模型

针对高速铣削中广泛应用的螺旋刃球头铣刀建立刀具微元的铣削力模型,给出了瞬时切削厚度的计算方法,通过积分得出了一种新的整体铣削力模型。该模型考虑了动态铣削时刀杆振动对铣削力的影响,实验数据与仿真结果吻合较好,验证了该模型的正确性。     

高速铣削中铣削速度及背吃刀量对铣削力影响的有限元仿真

基于有限元软件ABAQUS平台,使用数值仿真技术,建立了高速铣削环境下45钢的二维等效简化有限元模型,重点研究了铣削过程中铣削速度和背吃刀量的变化对铣削力的影响,并通过实验验证了有限元模型仿真结果的合理性;用计算机辅助工程的方法解决了高速铣削过程中切削力难以确定的问题。