基于ANSYS球头铣刀建模与静力、模态分析

为有效提高球头铣刀的动态性能并优化其结构,运用CATIA构建球头铣刀的三维实体模型,运用ANSYS有限元分析软件对球头铣刀进行静力分析和模态分析,分析结果表明,所建立的铣削力模型可以实现对球头铣刀铣削力和变形量的准确预报,为球头铣刀设计优化提供科学依据.     

基于不同铣削方式的球头铣刀切削性能的研究

利用Third Wave Advant Edge软件针对球头铣刀的平面和斜面铣削建立铣削模型,采用单因素的方法对球头铣刀铣削7075-T6进行有限元仿真试验,得到铣削力和铣削温度在不同铣削方式下随转速、进给量及切削深度变化的规律,为球头铣刀铣削7075-T6的铣削方式和铣削参数的合理选择提供依据。     

三维振动铣削加工振幅对铣削力的影响研究

三维振动辅助铣削是一种新型获得复杂表面结构形貌的特殊加工方式，三个方向振幅对能够反映表面加工质量的工艺参数—铣削力有着重要影响。文章旨在探究振动幅值对铣削力的影响规律，首先根据振动辅助加工原理，建立了球头铣刀三维振动轨迹模型；其次，通过ABAQUS软件，基于铝合金7050-T6的J-C本构模型，建立了球头铣刀三维振动辅助铣削过程三维有限元模型；最后，检测了施加三维振动辅助后，仿真过程中球头铣刀的空间位移瞬态响应，对不同振动幅值下各个方向的输出铣削力进行分析。结果表明，三维振动辅助能够在一定程度上减小铣削力；增大振幅，使三个方向的最大铣削力增大，但纵向进给方向和横向进给方向的平均铣削力呈下降趋势，而垂直进给方向的平均铣削力增加到最大值后，振幅的增加对其平均铣削力影响变小。     

高速铣削时刀夹联体振动特性影响后刀面磨损机理

通过对主轴-刀夹-刀具联体的振动特性及切削过程分析,研究高速铣削时后刀面机械振动磨损的机理.采用试验模态分析方法, 获得刀夹联体的振动特性参数.分析刀尖的振动轨迹曲线以及有效切削后角随时间的变化规律,找出振动特性参数与后刀面磨损的关系.进行刀夹联体的振动特性参数影响后刀面磨损的切削试验.试验结果证明:在高速铣削硬钢材料时,刀夹联体的模态阻尼比和固有频率的乘积值越大,动刚度越高,后刀面振动磨损程度就越轻.     

虚拟制造中基于刀具磨损的复杂曲面加工误差补偿

铣削加工过程中刀具的磨损是产生曲面加工误差的重要原始误差,将刀具磨损引起的误差通过建立的误差模型进行定量补偿,是虚拟制造中的一项关键技术。研究了虚拟制造环境下基于球头铣刀磨损的曲面加工误差补偿,建立了与加工参数相关的球头铣刀磨损模型,用以衡量球头铣刀切削刃磨损量,提出球头铣刀铣削加工误差补偿方法,并经实验验证有效。     

GH4169高温合金球头铣刀铣削有限元仿真分析

GH4169高温合金在切削加工过程中通常会产生较大的切削力和较高的切削温度,进而难以控制加工表面完整性。借助ABAQUS有限元分析软件中的Johnson-Cook热力耦合模型建立球头铣刀简化模型,对GH4169高温合金的铣削加工过程进行三维有限元模拟仿真,研究GH4169高温合金材料在球铣削过程中的切削力、切削温度、等效塑性应变和应变率的变化与分布规律,并对比分析仿真结果与试验结果的差异。研究结果表明,仿真模型的预测结果与试验测量结果有较好的一致性,所构建的铣削有限元仿真模型为球头铣刀的铣削加工提供了可参考的切削要素。     

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。     

基于整车车门薄壁模拟块的铣削力模型研究

针对汽车功能主模型检具中的车门薄壁模拟块高速铣削工况,提出了四因素四水平的正交试验方案,运用多元线性回归方法建立了螺旋刃球头铣刀的铣削力经验指数模型。通过正交试验表,初步分析了各铣削参数对铣削力的影响,并采取进一步试验,验证了模型的精度,给出了初步优化参数。铣削力经验指数模型的建立在为加工现场提供快速铣削力计算方法的同时,也为同类薄壁件高速铣削加工有限元模拟和变形控制方案的研究提供可靠的力边界条件。     

凸曲面拼接模具球头铣刀的瞬时铣削力预测

在曲面模具拼接区域球头铣刀铣削过程中，刀具载荷变化大，瞬态铣削力有突变现象，影响模具拼接区域的加工精度和表面质量。为了预测拼接区域球头铣刀的瞬态铣削力，首先,建立考虑冲击振动的球头铣刀三维次摆线轨迹方程，得到瞬时未变形切屑厚度模型；然后,基于铣削微元的思想，建立凸曲面双硬度拼接模具球头铣刀的瞬态铣削力模型，该模型能够综合考虑拼接区冲击振动、硬度变化、刀具工件切触角度变化对瞬态铣削力的影响；最后,进行凸曲面拼接区域球头铣刀铣削加工实验。实验结果表明，预报的瞬态铣削力和实验测量结果在幅值上和变化趋势上具有一致性，在平稳切削时最大铣削力预测误差值基本在15%以内，验证了该模型能有效地预报凸曲面模具拼接区域球头铣刀的瞬态铣削力。     

高速铣刀差异化振动磨损形成机制及其控制方法

高速铣削过程中,受刀齿结构和误差的影响,铣刀多个刀齿的振动特性和与工件的动态接触关系有明显不同,由此导致的铣刀多齿振动磨损程度差异性明显,铣刀整体使用寿命下降已成为高速铣削加工亟待解决的问题。本文进行了高效铣削加工实验,提取铣刀振动时域/频域特征参数以及刀齿磨损宽度,采用改进的灰色关联法对铣刀振动特性与铣刀磨损的关联性进行分析。构建铣刀振动条件下刀齿—工件接触关系模型,揭示铣刀多齿切削振动差异化磨损特性及其形成条件,提出铣刀振动磨损的控制方法。结果表明,采用所提出的控制方法能够正确识别铣刀多齿振动磨损的影响因素,并对铣刀多个刀齿的差异化磨损实现有效控制。     

一种计及滑块裙部变形的滚珠直线导轨副模态分析方法

基于计及滚珠直线导轨副滑块裙部变形的刚度模型,提出了一种滚珠直线导轨副的有限元模态分析方法,建立了一种滚珠直线导轨副的三维有限元模型并进行了有限元模态分析,求得了滚珠直线导轨副的模态频率及模态振型。利用实验模态分析技术,对滚珠直线导轨副进行了模态测试,测得了滚珠直线导轨副的模态。测试结果验证了有限元建模与分析方法的有效性。     

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。     

高速加工铣刀结构参数研究

针对高速加工过程中铣刀产生的振动进行了研究,利用有限元软件对不同结构铣刀模型进行了模态分析。分析表明:随铣刀齿数的增加,其固有频率越低,越易引起共振;相同齿数情况下,一阶和二阶铣刀固有频率接近,而之后的各阶固有频率相差很大;切削载荷对铣刀固有频率影响不大。     

分体式天线座夹具PSD谱分析和实验研究

针对一种分体式天线座振动夹具的动态特性进行分析研究.利用ANSYS分析软件,对夹具进行有限元模态分析优化及PSD谱分析,并完成了随机振动试验.将有限元分析结果和随机振动实验结果进行了比对分析,验证了有限元分析结果的正确性.最后,根据实验结果对有限元计算参数的选取和边界条件的定义作了进一步的修正,完善了分析模型.     

气压砂轮抛光工具振动稳动性分析

针对气压砂轮光整加工过程中的振动问题,对气压砂轮抛光工具进行了振动稳动性研究;通过确定抛光工具结合面的等效动力特性参数,建立结合面的动力学模型,进行了有限元模态分析,得出了气压砂轮抛光工具在不同工况下的固有频率,发现抛光工具的主要振动部件为保持架和连接板;在有限元模态分析基础上搭建了模态测试平台,进行了实验模态验证;对比有限元分析结果和实验验证结果,分析了误差产生的原因;根据有限元分析和实验测试结果,对振动部件连接板进行了局部增强,优化了抛光工具结构;研究结果表明优化后的抛光工具能有效提高其振动稳定性,满足光整加工需求。     

铣头主轴系统动力学特性的有限元分析

应用有限元分析计算的方法,在产品设计阶段对铣头主轴系统进行模态和频率响应分析．以校核主轴设计的动态性能。通过制造后的实验测试,证明有限元分析方法中,合理的建模和计算参数的设定,对设计方案的动力学特性评估有较好的准确性。     

齿轮传动系统结合部动力学参数识别

提出了一种有限元法和实验模态分析相结合用以建立齿轮传动系统的模态坐标模型和物理坐标模型的方法。其中包括齿轮轴的横向弯曲振动,齿轮扭转振动和轴向振动等方向的结合部参数识别。     

铣削系统动态特性的试验研究及有限元仿真分析

为了抑制铣削强迫振动的发生,研究了由主轴、刀柄和刀具组成的旋转系统的动态特性。以东昱精机CMV-850A型数控加工中心的旋转系统为研究对象,采用锤击法进行模态分析,利用LMS Test.lab软件拟合模态数据,得到该系统的频响函数及固有频率。在ABAQUS软件中进行动力学仿真分析,比较两种方法获得的系统固有频率和动态响应,验证所建立的动力学仿真模型的准确性。研究表明,拟合的频响函数是可信的,建立的有限元模型能准确模拟铣削系统的动态特性。     

Finite element analysis for friction noise of simplified hip joint and its experimental validation

In a hip joint system, squeak noise often occurs due to friction between the ball and hemispherical cup. To analyze the dynamic instability induced by friction in the hip joint system, the dynamic ball joint model was constructed by using the finite element method. The results from stability analysis revealed that the mode-coupling type instability occurred for one bending mode and its adjacent composite mode with the axial and transverse displacements with the increase of friction coefficient. The vitro squeak test and vibration modal tests confirmed that squeak arose near the frequency of the mode pair.