正交车铣瞬时切削面积的建模与分析

通过对正交车铣运动学的分析建立了偏心正交车铣过程中的圆周刃切削深度、圆周刃切削厚度、端面刃切削深度和端面刃切削厚度的最大值表达式。运用所建立的数学模型,通过对切屑形成模型的研究建立了正交车铣瞬时切削面积的数学模型。应用正交试验法研究了正交车铣切削参数(切削深度、铣刀齿数、铣刀转速、偏心量和轴向进给量)对瞬时切削面积的影响规律:铣刀齿数影响最大,依次为切削深度、轴向进给量、铣刀转速和偏心量和运用极差分析探讨了以上五个切削参数对最大瞬时切削面积的影响趋势,最大瞬时切削面积随铣刀转速、偏心量和刀具齿数的增加而减小,随切削深度、轴向进给量的增大而增大。     

正交车铣切削层几何形状的仿真与分析

针对现有正交车铣切削层几何形状仿真方法复杂及解析法无法明确其几何形状变化规律的问题,根据正交车铣的运动规律,结合NX 8.5软件提出了正交车铣切削层几何形状的仿真方法,并进行了试验验证和仿真分析。研究结果可为正交车铣切削力和加工振动的分析提供基础,并为正交车铣切削参数的优化提供指导。     

正交车铣偏心加工三维颤振稳定性的研究

针对正交车铣复杂运动产生变深度、变厚度的切削特性,基于其加工原理采用解析法提出三维颤振稳定域的理论模型.在模态试验基础上,仿真分析正交车铣偏心加工颤振稳定域叶瓣图,结果表明正交车铣加工产生颤振的条件除了与铣刀几何形状和啮合条件、机床结构的频响应函数、工件材料特性等有关外,主要与铣刀轴转速和切削深度密切相关.在正交车铣切削颤振稳定域试验过程中,切削力频谱分析的结果表明:当刀齿切入频率在力频谱中起主导作用时,切削过程是无颤振和稳定的;当系统结构模态频率在力频谱中起主导作用时,将产生颤振并测得切削力和表面粗糙度值都大于或高于无颤振情况.因此该理论模型及仿真结果可以有效预测正交车铣偏心加工颤振稳定性,为其加工表面质量和加工效率提供理论指导.     

长波刃立铣刀切削参数的选择

<正> 在我国,波刃铣刀是在八十年代初期小批量投入市场的。随着金属切削向着大功率、大切削量、高效益、低消耗方向发展,波刃铣刀在国内开始大量使用。可以预见,波刃铣刀将越来越广泛地应用在机械行业的各个部门。本文主要介绍用正交试验的方法,优化出长波刃铣刀最佳切削参数。 1.切削参数的选择 (1)切削试验的条件试验用铣刀的规格及形状见图1;铣刀的材料为W6M05Cr4V2Al;     

一种新的螺旋刃球头铣刀铣削力模型

为提高铣削加工的安全性和生产效率，有必要在加工实际进行之前准确地预测切削过程的物理信息，如铣削力、刀具振动等。给出了球头铣刀丸线几何模型，采用理论削力分析与实验--系数识别相结合的方法建立了新的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，与实验测量数据吻合良好，证明离线仿真可以对铣削力做出较准确的预测。     

基于车铣复合加工的已加工表面粗糙度分析

车铣复合加工是近些年来发展起来的先进的切削加工技术之一。本文采用正交实验方法,进行了正交车铣加工铝合金工件材料的切削实验,确定了车铣切削用量（铣刀转速、轴向进给量、每齿进给量等）与已加工表面粗糙度之间的关系。最后,通过正交实验法的方差分析进一步确定了各因素对表面粗糙度的影响及主次顺序。实验表明,铣刀转速（切削速度）和工件转速对表面粗糙度的影响较大。     

正交车铣细长轴的切削稳定性研究

为解决传统车削细长轴类工件时易出现振动、变形、加工质量不易控制等难题,应用正交车铣加工技术,由于其独特的切削运动,使其成为了细长轴等弱刚度工件切削加工的良好解决方案。建立了考虑刀具-刀柄-主轴结合面的电主轴以及不同装夹下的工件的有限元模型,并对其进行了频率响应分析。运用半功率点法对动力学参数拾取并进行计算,对不同装夹方式以及切削参数下的极限切削深度进行了分析。以车铣切削振动系统传递函数为基础,建立了正交车铣细长轴的切削深度计算模型。研究表明,正交车铣细长轴的极限切削深度随进给量的增大而减小,随铣刀半径的增大而增大,为实现细长轴类工件的车铣加工应用打下理论基础。     

任意形状钻头切削刃的受力预测模型

建立了钻头切削刃的数学模型，并通过钻头切削上任意微元的几何关系，运动关系、受力关系及切削原理，建立了钻头任意形状切削刃的受力预测模型，同时推导出了其具体表达式，由第一只钻头的实验结果，确定了模型中的相关系数，并用第二只不同形状的钻头实验和预测进行了验证，证明了模型的准确性，为钻头寿命的预测模型提供了力的模型，同时也为同行学者提供了该论著的研究方法。     

直齿三面刃铣刀刃磨质量对切削性能的影响

刀具在制造和切削使用过程中磨损变钝后都需要经过刃磨加工。刀具的尺寸、形状、几何角度和其内在质量有着很大关系,它直接影响着刀具的切削性能。本文根据直齿三面刃铣刀按GB6119—85技术条件做切削试验时出现的问题,分析了刃磨烧伤、刀齿后面白刃、侧隙角和倒角对直齿三面刃铣刀切削性能的影响。     

基于球头铣刀车铣表面微观花纹研究

采用正交试验方法进行球头铣刀正交车铣加工硬铝工件材料的切削实验,确定车铣切削用量(铣刀转速、轴向进给量、每齿进给量、刀具齿数、加工深度和螺旋角等)对已加工表面微观花纹的影响。同时建立球头铣刀正交车铣已加工件表面微观花纹的数学模型,给出仿真步骤及算法流程,基于Fortran的主体计算程序和基于Matlab的后置处理程序对表面微观花纹进行仿真,比对表面微观花纹在切削实验与仿真的不同。     

基于最大正交车铣切削效率的切削用量选择

针对正交车铣的最大切削效率问题,确定切削速度、轴向进给量、工件转速为正交车铣的切削用量优化设计变量,建立相应的切削用量优化设计目标函数。并根据实际切削过程中工艺参数和加工要求,建立约束条件方程,采用Matlab数学软件的序列二次规划法(SQP)获得正交车铣切削用量的最佳选择。     

Research on rotary surface topography by orthogonal turn-milling

As a new technology in manufacturing, turn-milling broadens the application ranges of mechanical processing, wherein both cutting tool and workpiece are given a rotary motion simultaneously. The objective of the present work is to study workpiece surface topography during orthogonal turn-milling process. This study begins with two mathematical models, which describe theoretical surface roughness and topography of rotationally symmetrical workpiece. The models are built with the establishment of locus function according to orthogonal turn-milling principle. Then based on these models, the influence law of surface topography affected by various cutting parameters is found by some simulation methods. The law also matches with orthogonal turn-milling surface roughness and topography experiments. By analyzing the experimental results, some parameter selection criteria during orthogonal turn-milling processing are also proposed qualitatively and quantitatively. The comparison between the simulation and experimental results shows that a better surface quality and tiny oil storage structure can be obtained if the cutting parameters are chosen in reason. This conclusion provides a theoretical foundation and reference for the orthogonal turn-milling mechanism research.     

基于修正滑移线场模型的倒棱刀具切削力预测

基于材料塑性滑移理论与刀具刃前材料流动状态分析,提出了一种考虑倒棱刀具负前角切削过程下的材料滞流区（死区）和预剪区的修正滑移线场模型,并给出了材料流动剪切应力和刃前切削几何参数的迭代求解方法,揭示了倒棱刃口几何形状与滑移线场几何参数之间的变化规律。将此模型应用于倒棱刀具切削过程,得到了适用于倒棱刀具正交切削力的预测方法。采用有限元仿真和切削试验相结合的方法对所提出的滑移线场模型和切削力预测方法分别进行了验证,模型预测结果与仿真结果和试验测量结果对比误差均在10%以内。研究结果为研究倒棱几何形状对工件材料流动特性和刀具切削性能的影响提供了参考。     

正交车铣细长杆的动力学分析

根据等截面梁横向振动理论,建立了正交车铣加工细长杆的动力学模型,并根据车铣切削力的特点,建立了切削力的简化模型。分析了强迫振动的动力学响应以及振动过程中切削厚度变化对强迫振动的影响,并利用Matlab软件对其进行了模拟。模拟结果表明,在正交车铣加工细长杆过程中,振动系统可以对强迫振动起到一定的抑制作用。     

不锈钢（0Cr18Ni11Ti）切削力和切削温度的有限元分析

基于Deform-2D有限元分析软件,建立了热力耦合、平面应变模型和正交试验表,模拟了不锈钢（0Cr18Ni11Ti）的车削加工过程,分析了刀具几何参数、切削参数以及换热系数对工件切削力和切削温度的影响,为提高不锈钢的加工表面质量提供了有价值的参考数据,并为下一步的切削参数优化奠定了基础。     

基于正交切削模拟的零件铣削加工变形预测研究

提出了基于正交切削模拟的零件铣削加工变形的预测方法,建立了三维铣削加工的有限元模型。基于正交切削加工模拟结果,利用铣削温度、铣削力的分析模型求解了三维铣削加工的瞬态温度和瞬态切削力,并将其作为动态载荷应用于三维切削加工的有限元模型,模拟了零件的三维铣削加工过程,预测了零件的变形。通过模拟结果与现场加工情况对比,证明该预测方法是行之有效的。     

正交车铣工件表面形成机理的研究

通过数学方法对正交车铣已加工表面的形成机理进行了详细的理论研究,给出了已加工工件理论微观圆度的计算方法和侧母线的数学表达式,由此分析了主要切削参数对理论微观圆度和工件侧母线形成的影响,并对加工圆柱表面时偏心量和轴向进给量的取值范围进行了详细阐述。