多硬度拼接淬硬钢球头铣削加工的数值模拟

利用Advantage Edge有限元软件,基于应变能量密度切屑分离准则,采用自适应网格重划分技术,模拟了多硬度拼接淬硬钢球头铣削加工过程,获得了多硬度拼接淬硬钢铣削力、铣削温度分布.多硬度拼接区的存在将导致断续铣削的加工效果,铣削温度的积聚不充分影响了切屑形成,多硬度拼接中高硬度材料的铣削温度场分布均匀性差.

球头铣削多硬度拼接淬硬钢的振动研究

研究了Cr12MoV淬硬钢单一硬度和多硬度拼接状态下的球头铣削振动规律,采用LMS Test.Lab软件对不同主轴转速及进给速度下的铣削振动信号进行时频域分析,获得了信号的时域特征及能量分布规律。实验和分析结果表明:振动信号的频谱由基波(刀齿通过频率)及其谐波组成,具有周期特性,在基波上出现最大幅值。在多硬度的过渡区,加速度信号峰值呈现阶跃变化。对比分析了单一硬度和多硬度拼接条件下铣削参数对加速度响应的影响规律,为铣削参数的优化和改善加工稳定性提供了依据。

多硬度拼接淬硬钢铣削动力学分析

颤振是金属切削加工过程中由于刀具和工件之间相互作用所产生的一种强烈的自激振动现象,会导致切削力幅值增加且发生剧烈波动,进而降低工件表面质量和刀具使用寿命。针对此问题,基于铣削过程稳定性预测分析方法建立多硬度拼接工件的动态铣削系统,对多硬度拼接模具铣削过程稳定性进行深入研究,实现了对拼接模具铣削加工过程颤振稳定域的仿真,进而研究了模态参数对稳定性叶瓣图形状的影响。最后通过时域分析、表面形貌和刀具磨损的研究,综合验证了稳定性预测曲线的精度。研究结果为多硬度拼接模具铣削加工提供理论基础,并设置合理的加工参数来实现金属最大切除率,为大型汽车覆盖件模具铣削加工提供理论依据及技术指导。

考虑后刀面磨损及过缝冲击的拼接模具铣削力建模与实验研究

针对拼接模具铣削过程中刀具易磨损引起铣削力变化的问题,对拼接模具铣削加工过程,提出了一种考虑球头刀后刀面磨损的铣削力建模方法。根据材料硬度的不同,把每一切削周期的切削厚度建成有关切削角度的函数关系,得到不同切削角度下的剪切力模型;同时将后刀面的摩擦效应力与后刀面磨损量建立函数关系,进而得到了不同切削角度下的摩擦效应力模型;最后通过引入单自由度斜体碰撞模型,采用等效弹簧阻尼法和霍普金森实验得到了冲击力模型。结合剪切力模型、摩擦效应力模型与冲击力模型得到了考虑后刀面磨损的拼接过缝处铣削力模型,最后对多硬度淬硬钢进行了铣削力实验。实验结果表明预测的铣削力幅值和变化趋势与实验值具有很好的一致性,验证了该铣削力建模方法的有效性,对拼接模具铣削加工工艺优化具有一定的理论指导意义。