自由曲面铣削表面形貌仿真方法研究

鉴于表面形貌仿真对于自由曲面零件表面质量控制和工艺参数优化的重要意义,文章从运动学角度出发分别建立自由曲面工件和刀刃扫掠点的数学模型,然后运用Z-map法对上述模型进行逻辑求交以获取表面形貌特征点,并基于特征点完成自由曲面铣削表面形貌仿真。此外,文章提出一种用于求解切削时刻与其对应刀位点位置之间映射关系的新型矢量检索算法,该算法无需建立描述刀具轨迹的三向运动方程,具有编程简单、易于实现的优点。通过仿真实例可以证明,基于新型检索算法的表面形貌仿真模型是合理有效的,可广泛用于自由曲面零件铣削加工表面质量的预测。

基于Deform 2D的椭圆振动切削仿真研究

鉴于椭圆振动切削(Elliptical Vibration Cutting,EVC)方法在高质高效加工黑色金属、硬质合金和硬脆材料等加工材料方面存在巨大优势,文章将基于Deform 2D有限元软件对EVC及传统切削过程中切削力、应力及应变等关键特征进行对比分析研究,仿真结果表明:两者最大切削力基本相同,但EVC的平均切削力要远小于后者,且其等效应力高度集中于刀具-切屑的接触区域,形成切屑更薄且具有很好的连续性,对于延长刀具使用寿命和实现脆性材料的延性切削具有重要的研究价值和应用前景。

薄壁结构件铣削加工变形的有限元分析

鉴于薄壁结构件铣削过程中加工变形对面形精度存在不利影响,文章基于有限元分析(FEA)方法研究薄壁件铣削面形误差分布对装夹方案和走刀路径等因素的依赖关系,并分析工件未铣削区域材料残留对铣削变形误差的影响规律。研究结果表明:薄壁结构件的加工变形误差不仅取决于装夹方案和走刀路径,而且还严重依赖于未铣削区域的材料残留,通过合理选取装夹方案和走刀路径可以有效提高薄壁结构件铣削加工的面形精度。