基于田口法和有限元法的航空薄壁齿轮切削变形研究

为解决航空薄壁齿轮切削加工过程中容易发生变形的问题,以航空薄壁齿轮半精切削加工过程为研究对象,建立航空薄壁齿轮切削过程的有限元仿真模型,基于田口法获取不同切削参数下的3个方向的最大切削力数值,运用有限元法建立基于最大切削力的航空薄壁齿轮受力变形有限元仿真模型,得到不同切削参数对应的变形量,并运用极差分析法分析切削参数与变形的影响程度,优选出最佳切削参数组合。结果显示:背吃刀量对变形影响最大,切削速度对变形影响最小;优选得到的最佳切削参数组合为切削速度376.47 m·min^(-1)或451.79 m·min^(-1)、进给量0.20 mm·r^(-1)、背吃刀量1.0 mm。

考虑加工变形的轴承环加工工艺优化研究

针对轴承环加工时不良率高的现状,经过抽样检测分析,找出造成不良品的主要原因为粗糙度不合格及加工变形。通过切削力计算和有限元分析得出轴承环加工变形量。采用正交实验法,找出最优切削参数,提高表面质量;重新设计轴承环精车专用夹具,减少加工变形量,从而降低轴承环加工的不良率。

基于等厚未变形切削厚度残余应力预测

机械加工引起的残余应力一直是制造领域关注的重点,表面残余应力状态能反映零部件性能与使用寿命.为更好地了解铣削加工零件表面与次表面残余应力状态,将铣削不等厚未变形切削厚度转换为等厚未变形切削厚度进行微元铣削力建模.通过仿真建立2D等厚未变形切削厚度模型研究切削钛合金时的温度,结合微元力与温度模型对铣削后加工表面残余应力进行预测,并将残余应力预测值、仿真值与实测值进行比较.结果表明,残余应力仿真值与实测值的变化趋势基本一致,通过等厚未变形切削厚度建立的残余应力预测模型能够反映表面应力状态.

TC4钛合金材料的切削变形模拟及试验研究

针对钛合金材料难以加工切削的特点,以常用钛合金TC4为对象进行了切削变形模拟及试验研究。运用有限元法,再现了钛合金切削变形过程和切屑的形成机理。模拟仿真表明,在刀尖附近的材料由于高温、高应力状态形成了软化区,切屑根部发生热塑性失稳,使切屑上部被挤裂而下部仍旧相连,呈锯齿状。快速落刀试验表明,材料于刀尖附近的变形程度和温度较高,切屑发生集中剪切滑移,呈明显锯齿状,而原纵横交错分布的网篮状组织变成了沿切削方向的条纹状,并在切屑根部扫描组织中还观察到细小的微裂纹,切屑形态与仿真结果基本相同。

SiC晶须（颗粒）增强铝复合材料切削机理研究──切削变形和楔形积屑瘤

通过ＳｉＣｓｓ－ＬＤ２（ＳｉＣｐ－ＬＤ２）铝复合材料的切削试验，论述了切削变形规律。通过切屑根部标本金相照片和扫描电镜ＳＥＭ照片，提供了生成楔形积屑瘤的有力证据和机理，并首次提出了无论从形貌还是从生成机理上看，铝复合材料的楔形积屑瘤与碳钢的鼻形积屑瘤都有着很大的不同点。

优化群钻切削变形的实验研究

钻削过程中切削变形问题直接影响到钻削效率和孔加工表面质量 .通过对切屑变形系数的测量 ,详细分析了钻削过程中的切削变形情况 ;用标准麻花钻、基本型群钻和优化群钻对 45钢进行钻孔 ,对其切屑变形系数进行了测量与对比 .实验结果表明 ,分屑可以减小切削变形系数 ,是提高钻削效率的有效方法 ,优化群钻由于采用了新分屑原理 ,降低了切削变形系数 。

塑性材料超声振动切削变形区分析

基于商用有限元软件ABAQUS,以切削高温合金为例,采用新的弹塑性材料本构关系,建立振动切削下刀具与工件接触二维正交模型,分析材料去除机理,研究切削力、变形区的应力分布变化规律等,并进行动态冲击切削试验加以验证.研究发现:相比普通切削,振动切削时第一变形区离刀具较近处在刀具一次振动冲击时即达到材料强度极限,自身内部发生损伤破坏,只需刀具以很小的力推进即可切除,符合振动切削超前损伤机理;此外,第三变形区处振动切削应力最大值小于普通切削的,故摩擦挤压程度较小,与振动切削塑性材料加工表面质量较高的事实一致.

SPDT超精密切削时切削变形与切削力的研究

研究了超精密切削时，单晶金刚石刀具与工件间的摩擦系数、刀具锋锐度、切削厚度等对切削变形系数、切削力及加工表面质量的影响。作者认为在超精密切削时，要提烹加工表面质量，优选金刚石刀具的晶面方向、提高金刚石刀具的锋锐度是十分重要的，在超精密切削单晶材料时，工件晶面的选择也是十分重要的。

工件材料的各向异性对超精密切削变形及已加工表面粗糙度的影响

研究了单晶铜超精密切削时，工件材料的晶体取向对切削变形及表面质量的影响。切削试验结果表明，剪切角、切削力，表面粗糙度随晶体切削方向的不同而有明显的变化。根据超精密切削中切屑形成过程的晶体塑性力学模型，分析了剪切角与切削力随晶体取向的变化规律。理论分析结果与试验结果相符。

车刀刀尖圆弧半径对切削变形及实际主偏角的影响

刀尖圆弧半径对加工精度、切削力等切削参数有重要影响,而主偏角会直接影响切削变形和切削力,切削层参数是衡量切削刃上切削力大小、切屑的形状和尺寸以及表面粗糙度的重要参数.为了研究车刀刀尖圆弧半径对切削变形及实际主偏角的影响,构建了刀具要素间的几何关系.根据切削深度和刀尖圆弧半径大小,将切削条件划分为3种,分别计算了3种切削条件下切削层面积与实际主偏角的大小,并且用实验验证刀尖圆弧半径会导致主偏角变小.

斜角切削变形的实验分析

本文以实验方法研究自由斜角切削过程中流属平面内的切屑变形情况,并与相应的直角切削相比较,探讨将三维切削(斜角切削)向二维切削(直角切削)转化的实验分析。

阶梯轴的切削变形及其误差动态补偿

针对阶梯轴的切削加工,建立了弯曲变形的力学模型,应用积分法求出变截面简支梁弯曲变形的通用表达式-变形挠曲线方程,并用于零件加工的实际计算。通过工艺参数的合理选择,分析计算加工误差,应用宏程序对变量的处理功能进行适时的动态补偿,可以最大限度地减少加工误差,获得理想的效果。

竹材切削变形的初步研究

进行了竹材的切削实验,运用CCD摄像技术拍摄竹材切削过程中的变形以及切屑形成情况,观测竹材在不同切削厚度、含水率、切削方向等条件下的切削特点,在此基础上对切屑进行初步归类并分析了各类切屑形成的机理及条件。

大刃倾角切削的变形研究

以刃倾角大于４５°的斜角切削为基础，通过获取切屑根部标本，分析了大刃倾角切削的切屑外形和金相显微组织的变形情况，给出了刃倾角与变形系数和剪应变之间的关系曲线。

微切削切削力建模及切削参数仿真分析研究

针对当前微切削加工中存在的加工中参数选择问题,借鉴传统车削原理,基于剪切流动应力、后刀面拉伸流动应力和前刀面摩擦力3部分建立微切削切削力理论公式预测模型。借助AdvantEdge FEM仿真软件,分析切削用量对切削力和切削温度两个方面的影响,从而确定出合理的切削用量,为进行微切削加工参数选择和优化提供了理论依据。该理论模型方法已用于实际生产中,并取得了良好的应用效果。

应用宏程序补偿锥轴的切削变形误差

应用积分法求出圆锥变截面简支梁的变形挠曲线方程,通过C语言编程计算出最大变形量。合理选择工艺参数后,分析计算加工误差,应用宏程序对变量的处理功能进行适时的动态补偿,以解决长锥轴的切削变形问题,保证加工精度。

绿色铣削Ti6Al4V的切削变形试验研究

钛合金Ti6Al4V的切削加工性很差,为实现其高效绿色切削,提出了用过热水蒸汽和电离空气作冷却润滑剂的绿色切削技术,分别在干切、乳化液、水蒸汽和电离空气条件下采用硬质合金铣刀YG6对Ti6Al4V进行了铣削试验,通过快速落刀装置获取了铣屑根,对绿色铣削Ti6Al4V时的切削变形进行了分析。试验结果表明:铣削变形随铣削速度vc和每齿进给量fz的增大而减小;水蒸汽和电离空气可减小铣削变形。

阶梯轴的切削变形与工艺参数的选择

针对阶梯轴的车削加工,从挠曲线微分方程导出变截面简支梁的弯曲变形表达式,并以此计算阶梯轴的切削变形,通过变形量计算说明工艺参数选择的重要性。当阶梯轴的刚度较小时,按一般情况合理选择的工艺参数不能保证加工精度,此时从减小切削力的角度合理选择工艺参数,就减少了切削变形,从而保证加工精度。

金属纤维大刃倾角切削变形的三维有限元分析

基于有限元分析软件DEFORM-3D,对带状金属纤维的切削过程进行了三维有限元模拟。获得了在不同刃倾角和法向前角下的切屑变形系数和有效剪切角的变化曲线,并将模拟计算得到的变形系数和剪切角与试验作了对比,具有较好的一致性。

金属切削变形常用本构模型研究进展

金属切削变形过程具有高温、高应变率和较大变形的特点。材料的本构关系是用来描述温度、应力、应变等与时间的关系,因此,确定切削区工件材料的本构关系是研究金属材料切削变形及其有限元仿真的关键。本文给出了金属切削本构模型的几种试验方法,介绍了金属切削仿真中常用的本构模型,总结了金属切削领域中本构模型研究存在的不足及未来发展趋势。