切削仿真中刀具切入点位置对切削力的影响研究

针对变深度切削过程的切削力仿真准确性开展研究,结合金属材料的本构特征及切削仿真有限元网格的属性,分析了刀具切入点改变时其对切削力仿真结果的影响,研究表明:刀具切入点位置在网格交界处时的切削力和刀具切入点在网格中点处的切削力存在差异,且垂直于刀具切削方向和水平于刀具切削方向的差异程度不同。在此基础上,使用ABAQUS作为仿真软件,以45钢作为验证材料对分析所得结论进行验证,建立了三维切削仿真模型并进行切削仿真,仿真结果与分析一致,证明了分析的正确性。在进行变切削深度的加工仿真时,应注意刀具轨迹与网格相对位置以提高仿真结果的准确性。

磨削参数对合金材料加工过程中磨削力及表面粗糙度的影响

针对合金材料磨削加工中磨削参数对磨削力和加工表面粗糙度的影响,以轴承合金材料为例,设计了GCr15和42CrMo两种高碳铬轴承材料的平面磨削试验。采用白刚玉砂轮完成三因素四水平正交试验,使用切削力测量系统、三维轮廓仪和超景深三维显微系统进行磨削力和表面粗糙度的数据采集,用于后续分析磨削力和表面粗糙度受磨削参数的影响规律。对试验设备采集数据进行均值分析发现:磨削参数对于磨削加工过程中产生的磨削力和表面质量的影响程度分别是磨削深度>砂轮转速>进给速度。本文研究结果对实际磨削加工的磨削参数优化有一定指导意义。

主向力作用下压电测力仪内部侧向力计算方法

由4个三向压电测力单元组成的四点支撑式压电测力仪被广泛应用于六维力测量领域,在测力仪设计阶段,需要对其各项性能进行校核以确保测力仪性能符合要求。测力仪受主向力时,各个测力单元会产生侧向力输出,过大的侧向力输出不会影响测力仪侧向力侧向精度,但会限制测力仪的量程。文中主要针对压电测力仪受主向力时各个压电测力单元侧向力输出计算方法进行研究,将测力仪模型等效为多点弹性支撑板模型,基于有限元分析获得其受主向力时模型受力状态,通过力矩计算与力矩平衡原理获得各个测力单元侧向力输出。对压电测力仪进行主向力加载实验,结果表明,理论计算与实际实验结果非常接近,证明了计算方法的有效性。该计算方法通用性强,使用的有限元分析方法计算速度快,设置简单,有效提高了侧向力计算的准确性。

大尺寸压电测力仪输出性能研究

为满足大型丁业生产设备工作过程中的三向载荷测试需求、提升力测试装置的测试精度,对大尺寸多点布局式压电测力仪的输出性能进行了研究。针对4点布局式压电测力仪侧向干扰输出大、载荷作用位置求解精度低的问题,采用变形分析方法建立了测力仪等效理论模型,并基于原结构提出了测力单元8点布局式改进方案。标定结果显示:改进后各测力单元在主向加载时的侧向干扰输出减小了47.44%,测力仪主向、侧向非线性及重复性误差小于0.5%,各向相间干扰均小于2%,对载荷作用位置的求解误差小于4 mm,有效解决了4点布局式测力仪现存的问题。该研究大幅改善了压电测力仪的测试性能,为大尺寸、弱刚度背景下力测试装置精度低的问题提供了解决方案,对多维力测试装置的结构改良具有借鉴意义。