三维复杂槽型铣刀片耦合场的数值模拟

为研究三维复杂槽型铣刀片的切削性能和失效机理,运用数值模拟技术对三维复杂槽型铣刀片和平前刀面铣刀片进行了热应力场、热应力与机械应力的耦合场分析。通过有限元分析,得到了两种铣刀片的应力集中区和危险区,经与试验结果对比,证明了有限元分析结果的正确性,说明三维槽型铣刀片具有优于平前刀面铣刀片的切削性能,从而预测在铣刀片上开出合理的槽型能有效地改善切削性能。     

复杂槽型铣刀片三维温度场分析及其模糊综合评价

建立了三维复杂槽型铣刀片的参数化模型,提出并建立了刀具表面受热密度函数,根据受热密度函数确定了边界条件,对铣刀片的温度场进行了有限元分析;运用模糊数学理论对铣刀片温度场进行了模糊综合评判,以确定其优劣,为铣刀片三维复杂槽型的重构提供依据。     

基于遗传算法的铣刀片三维复杂槽型重构技术

为了获得切削性能更优良的可转位铣刀片槽型,从而改善铣刀片的温度场和应力场,进行了三维复杂槽型铣刀片的测温试验、三维温度场分析及其模糊综合评判。基于遗传算法,提出了以受热密度函数为目标函数,以温度场模糊综合评判为驱动的铣刀片三维复杂槽型的重构算法,获得了新的波形槽型。实例验证表明,新槽型较重构前的槽型在温度场方面具有更好的性能。利用该方法同样可以构造拟合其他类型三维复杂槽型。     

三维槽型铣刀片铣削温度试验及热破损研究

针对铣削加工中铣刀片热破损问题,进行铣削温度试验,基于铣削试验,运用有限元法对引起铣刀片热破损的温度场和热应力场进行数值模拟.有限元分析结果表明,三维槽型铣刀片的温度场和热应力场优于平前刀面铣刀片,与试验结果吻合较好.据此可预测,在铣刀片的前刀面上压制出合理的三维槽型能够改善温度场和热应力场,使铣刀片抗破损能力增强.     

三维槽型铣刀片铣削力试验及应力场研究

用改进后的铣削力测量装置进行了不同槽型的铣刀片铣削力试验。基于铣削试验结果,通过机床坐标系与刀体坐标系统的转换,确立了铣刀片应力场有限元分析的载荷边晃条件。利用ANSYS软件,进行了自主研发的三维槽型铣刀片和平刀面铣刀片的应力场有限元分析。有限元分析及试验结果均表明,三维槽型铣刀片的应力场及抗破损能力均好于平前刀面铣刀片。     

波形刃铣刀片的开发及其铣削力数学模型

在研究铣削机理和试验研究的基础上,开发了一种新型三维槽型铣刀片─—波形刃铣刀片,并在直线刃铣刀片(含大前角铣刀片)铣削力模型的基础上,建立了波形刃铣刀片铣削力模型,同时编制了计算机程序进行预测,为开发设计优选铣刀片槽型提供了理论依据。     

三维复杂槽型铣刀片粘结破损实验与槽型优选的研究

针对哈尔滨理工大学开发的三维复杂槽型波形刃铣刀片和平前刀面铣刀片,通过对耐热钢的面铣加工进行刀片粘结破损实验及槽型优选研究。首先,进行铣刀片三维温度场有限元分析,预测出波形刃铣刀片的抗粘结破损性能优良;其次,通过对温度场的模糊综合评判,预测了波形刃铣刀片的优越性能;最后,通过对难加工材料3Cr-1Mo-1/4V钢的面铣加工的实验研究,揭示了刀具粘结破损的实质,建立了铣削温度与前刀面最大粘结破损深度之间的数学模型,分析了铣削温度对刀具粘结破损的影响规律,并证明了波形刃铣刀片切削性能的优越性。     

基于BP神经网络的波形刃铣刀片模糊综合评判系统

针对波形刃铣刀片耦合场的非稳态特性,基于铣削温度和铣削力试验以及有限元分析,利用BP神经网络LM算法预测了铣刀片温度场和应力场;运用模糊数学理论,根据加工要求和专家分析,用VC++开发了波形刃铣刀片模糊综合评判系统。该系统可对多因素作用下的铣刀片温度场、应力场和耦合场的优劣进行评判,为铣刀片三维复杂槽型的重构提供依据。     

基于遗传算法的复杂槽型铣刀片铣削参数优化

复杂槽型铣刀片具有优于平前刀面铣刀片的切削性能。文中针对复杂槽型铣刀片的加工过程，建立了铣削加工的工艺参数优化模型和约束条件，提出了基于遗传算法的铣削参数多目标优化算法，并进行了优化实例分析，得到了合理的铣削参数。     

三维复杂槽型铣刀片铣削力的数学模型

在直线刃铣刀片模型的基础上，利用曲线积分原理，建立了波形刃铣刀片铣削国工民该方法可以适用于任意曲线刃的三维复杂槽型的情况。根据由述结果，文章还对平刀面铣刀片、大前角铣刀片及波形刃铣刀片的铣削试验验证，共预报结果与试验结果的变化趋势符合较好，可用于铣刀片的槽形开发优选。     

基于应力场分析的铣刀片冲击破损目标函数研究

以哈尔滨理工大学开发的波形刃(前刀面为波形曲面)铣刀片为例,以最小冲击破损为目标,进行铣刀片槽型优化目标函数的研究。在已建立的三维复杂槽型铣刀片受力密度函数的基础上,进行铣刀片不同切削参数下的应力场有限元分析,应用模糊数学理论对应力场进行模糊综合评判,建立应力场模糊评判结果与冲击破损切削参数之间的目标函数关系,从而进行目标函数的槽型优化设计。本研究为铣刀片的开发及解决自动化生产中刀具破损这一关键技术问题打下理论基础。     

耐热钢加工铣刀片粘结破损目标函数的研究

以哈尔滨理工大学开发的波形刃(前刀面为波形曲面)铣刀片为例,以最小粘结破损为目标,进行铣刀片槽型优化目标函数的研究。在已建立的三维复杂槽型铣刀片受热密度函数的基础上,进行铣刀片不同切削参数下的温度场有限元分析,应用模糊数学理论对温度场进行模糊综合评判,建立温度场模糊评判结果与粘结破损切削参数之间的目标函数关系,从而进行目标函数的槽型优化设计。上述研究成果为铣刀片的开发及解决自动化生产中刀具破损这一关键技术问题的研究打下理论基础。     

基于遗传算法的复杂槽型铣刀片槽型参数优化

针对三维复杂槽型铣刀片槽型优化问题,进行了铣削温度和铣削力试验及其有限元分析,以铣刀片耦合场最优为优化目标,建立了槽型参数多目标优化数学模型,利用遗传算法求解了固定切削参数和给定约束下的优化槽型参数。仿真计算结果表明,槽型优化后的铣刀片耦合场明显优于其它槽型参数下的铣刀片耦合场,为铣刀片三维复杂槽型的重构提供了依据。     

不同槽型铣刀片铣削过程振动分析

机械加工中工艺系统的振动破坏了零件的加工精度。刀具与工件之间的冲击力是引起振动的主要原因之一。通过对带有三维复杂槽型的波形刃铣刀片与平前刀面铣刀片铣削力和铣削振动的对比试验、铣削力的有限元数值模拟,表明带有三维复杂槽型的波形刃铣刀片铣削力小,铣削过程中引起工艺系统的振动较平稳。可以断言,优化刀具的结构与几何参数可有效地减小铣削过程的振动现象。     

硬质合金铣刀片粘结破损的研究

针对铣削难加工材料时刀具粘结破损问题,进行了用平刀片和自主研发的复杂槽型铣刀片切削3Cr1Mo1／4V高温耐热钢的测温测力试验,同时采用高速摄影观察了铣刀片切入切出时粘结切屑脱落过程,应用有限元法分析了粘结破损时温度场和应力场耦舍后的等效合成应力。理论和试验数据分析结果表明,粘结破损的主要原因是工件和刀具材料的亲合力、铣刀片的等效合成应力大于硬质舍金的强度,改变铣刀片的槽型是提高抗粘结破损的有效方法。为三雏复杂槽型铣刀片槽型的优化和重构技术提供了理论依据和试验数据。     

基于VC++的三维复杂槽型铣刀片应力场模糊综合评判

以面向对象的设计思想为指导,通过分析影响应力场最重要的4个参数,运用模糊数学理论,根据加工要求和专家分析,在VC++环境下实现了对三维复杂铣刀片应力场模糊综合评判系统的开发。通过该系统可对多因素作用下的铣刀片应力场优劣进行总的评判,为进一步研究三维复杂槽型铣刀片的槽型优化与重构提供了依据。