CVD金刚石刀具的微细铣削仿真及试验研究

为研究切削参数对CVD金刚石微铣刀切削性能的影响,运用扩展有限元法对CVD金刚石微刀具的铣削加工和刀具损伤应力进行仿真模拟,研究了铣削加工后工件的表面粗糙度随切削参数的变化规律,分析了切削参数对微铣刀失效的影响,并通过试验验证了仿真结果的正确性。研究结果表明:在CVD金刚石微铣刀加工TC4钛合金时,铣削深度和每齿进给量的增加不利于工件加工质量的改善;铣削速度增加对工件加工表面粗糙度影响较小;铣削深度是影响刀具失效的主要因素,铣削速度和每齿进给量是影响刀具失效的次要因素。

基于Python的航空薄壁件快速铣削仿真技术研究

根据航空结构件铣削仿真过程的实际建模要求,采用Python脚本语言开发出自定制应用程序的软件包AeroCAE。通过构建GUI界面并定义关键字,编写模型参数的ABAQUS内核脚本程序,实现工件铣削仿真的前处理过程;另一方面,利用ABAQUS子菜单栏Plug-ins的功能,开发输出仿真结果的插件程序,实现工件铣削仿真的后处理过程。该方法不但能够提高工件铣削过程的仿真计算效率,而且为ABAQUS应用经验少的企业技术人员提供了便利的分析与设计平台。所开发的铣削仿真平台AeroCAE运行顺畅,GUI界面友好,可操作性强,可为减少航空结构件加工失效和提高构件合格率提供参考。

基于多线程的改进铣削仿真算法

为了对验证NC程序和改善加工状况的机器加工仿真系统进行优化,在通用的切削仿真架构基础上,提出了改进的Z-map和Z缓冲区处理算法.通过有效际线概念的引入,压缩仿真过程中各比较操作的重合运算,通过高程内插法实现Z-map到Z缓冲区重构,通过参考平面节省Z缓冲区切割运算量,并提出多线程实现框架以提高算法的实用性.试验数据表明改进的算法执行效率较高,多线程架构对于仿真的实现更加合理,提高用户响应速度.

基于钛合金三维铣削仿真的立铣刀设计参数优化

以钛合金圆角立铣刀的槽前角、芯厚、齿间角和螺旋角为因子,采用正交实验设计方法,对9种采用不同参数组合的铣刀设计方案侧铣加工Ti-6Al-4V(TC4)进行了三维铣削仿真。根据仿真结果,以切削力和切削温度为刀具性能评价指标,初步优选了3个刀具优化设计方案。通过切削实验,将3个初选方案铣削加工TC4的切削性能与现有方案进行了对比,结果表明3个初选方案中有2个方案的性能要显著好于现有方案,从而证明了有限元切削仿真在刀具设计优化方面有效性,并最终确定了一个最佳方案。

实体法铣削仿真效率改善及应用算法

轴向切削深度和径向切削宽度是铣削仿真模型求解的几何边界条件,也称为啮合几何参数。根据对啮合参数提取的三类途径的比较,针对直接布尔操作途径仿真效率低的问题,运用集合论描述了实体法铣削仿真中模拟材料去除的布尔运算过程,从时间复杂性角度分析影响实体法铣削仿真效率的因素,提出改善仿真运行效率的4种途径;在此基础上,从几何造型和切削过程两方面给出在仿真计算位置处布尔运算次数由4次减少为1次的可行性分析,提出在简化布尔运算次数情况下的切削几何边界条件的识别和判断算法,对判断算法的有效性和减少布尔运算的时间复杂性进行分析、给出在铣削力仿真中的应用示例,并说明应用范围,从而在保证切削几何边界条件准确提取的同时提高仿真效率,为铣削力等仿真模型的求解奠定基础,推动相关物理仿真研究成果在工程实际中得到切实应用。

STEP-NC铣削仿真系统开发

STEP-NC是新一代数控标准。提出了一个由STEP-NC驱动的铣削仿真系统,阐述了系统的结构组成,讨论了各部分的实现技术与方法。简要介绍了STEP-NC数控标准,详细地介绍了系统每一模块的实现方法,最后,说明了所开发的仿真系统的意义和STEP数控系统的发展方向。

基于单位步进角的铣削仿真算法研究

针对传统数控加工仿真算法普遍存在的几何运算复杂、函数多次调用和方程重复迭代等问题,基于时间分割法理论,提出一种以单位步进角作为中间变量的仿真算法。该算法充分利用了三角函数的符号性,将复杂的四象限圆弧插补分为顺、逆两种情况,从而简化了算法流程,提高了仿真速度。最后通过仿真实例验证了算法的可行性和实时性。

基于VERICUT的三轴侧铣削仿真技术研究

介绍了角度头三维模型的创建方法,以及部件、毛坯导入VERICUT的快捷方法。以案例详细剖析了侧铣仿真过程中的疑难点。

基于包围矩形的三轴铣削仿真建模技术研究

以三角面片离散法为基础对刀具和毛坯进行了建模。将包围矩形算法引入到刀具对毛坯切削的判断中,用其搜索发生切削关系的点并修改其高度值来完成刀具对毛坯的切削;优化三角面片重绘过程中的计算,从而减小了仿真过程中的计算量,提高了仿真速度,优化了仿真效果。

基于ProE的三轴数控铣削仿真研究

本文首先在Pro/Engineer 5.0中进行三维建模,然后在Pro/NC模块中对其进行数控铣削加工仿真,完成刀路ncl文件和tap文件的创建,并通过屏幕演示和在VERICUT中的模拟仿真验证可行性,最后经过后处理器Gpost生成可在FAUNC数控铣床上运行的G代码,有助于优化数控铣削加工工艺。

数控铣削仿真数据库开发

通过应用MATLAB软件的GUI模块进行界面编程,完成了铣削力实测数据的导入,加工条件与切削参数的手动设置、铣削力系数识别以及仿真数据的生成、铣削力仿真图像的生成等主要功能,通过本系统预报与采集的铣削力对比,一方面检验了铣削力理论模型的有效性,另一方面对该仿真系统的可行性进行校验。

Delphi螺旋锥齿轮成形铣削仿真算法

针对螺旋锥齿轮成形铣削原理,在Delphi+OpenGl环境下,根据机床、刀具和齿轮之间的位置关系和切齿过程,建立了齿轮和刀具内刀面、外刀面的数学模型,推导齿轮和刀具的求交算法。依据三角片的连接原理,通过建立点链表和辅助链表的数据结构以及两者之间的关系,得出刀具、齿轮的三维实体模型,开发螺旋锥齿轮成形铣削仿真软件.该软件在Delphi环境下运行,生成独立可执行文件.可真实地模拟切削过程,为后续的螺旋锥齿轮的数字化制造奠定坚实的基础.

RuT450蠕墨铸铁铣削加工刀具角度和铣削参数的仿真优化与实验研究

蠕墨铸铁是制造新型高性能柴油发动机缸体和缸盖的优选材料。根据刀具手册的推荐,目前蠕墨铸铁切削加工时刀具角度和加工参数主要选择铸铁类通用型参数,其适用性还有待针对性优化。本文以蠕墨铸铁RuT450为铣削加工对象,利用有限元铣削加工仿真,以较低的的铣削力和铣削温度为优化目标,对蠕墨铸铁铣削加工的刀具角度和加工参数进行优选,得到铣削加工蠕墨铸铁适宜的铣刀片角度为4°前角配合8°后角,在此基础上根据有限元仿真得到较适合的三组铣削加工参数。采用仿真优选出的刀具角度和加工参数开展RuT450铣削实验,结果表明,当主轴转速为700r/min、进给速度为850mm/min时,铣削力最小,铣削温度较低,加工表面的质量最好,并通过实验验证了仿真模型的有效性。该研究对蠕墨铸铁铣削加工的刀具和工艺优选具有重要的实际意义。

GH4169高温合金球头铣刀铣削有限元仿真分析

GH4169高温合金在切削加工过程中通常会产生较大的切削力和较高的切削温度,进而难以控制加工表面完整性。借助ABAQUS有限元分析软件中的Johnson-Cook热力耦合模型建立球头铣刀简化模型,对GH4169高温合金的铣削加工过程进行三维有限元模拟仿真,研究GH4169高温合金材料在球铣削过程中的切削力、切削温度、等效塑性应变和应变率的变化与分布规律,并对比分析仿真结果与试验结果的差异。研究结果表明,仿真模型的预测结果与试验测量结果有较好的一致性,所构建的铣削有限元仿真模型为球头铣刀的铣削加工提供了可参考的切削要素。

基于ABAQUS的钨钼合金铣削加工参数优化仿真及验证

钨钼合金属于难加工材料,加工成本高、加工效率低且刀具磨损严重,利用ABAQUS有限元分析软件,建立钨钼合金三维铣削模型,针对不同切削参数,研究在铣削钨钼合金过程中产生的切削力和切削温度的变化规律,并通过铣削试验对仿真模型的有效性进行了验证。通过正交试验得到最优切削参数组合,即切削速度vc=60m/s,背吃刀量ap=3mm,每齿进给量fz=0.16mm/z。

不同工艺参数对AlCoCrFeNi高熵合金铣削性能的仿真影响分析

为研究AlCoCrFeNi高熵合金的铣削性能,利用有限元技术结合单因素仿真试验进行研究,分析不同主轴转速、铣削深度以及进给速度对AlCoCrFeNi高熵合金加工过程的主铣削力、切削区域切屑、刀具最高温度以及切削区最大等效应力的影响。试验结果表明:铣削深度对AlCoCrFeNi高熵合金加工的主铣削力以及最大有效应力影响较小;进给速度对AlCoCrFeNi高熵合金加工的切削区域切屑和刀具的最高温度影响较小。因此,有必要对AlCoCrFeNi高熵合金机械加工方面进行理论研究。

基于光线跟踪法的多轴铣削加工仿真研究

在数控加工中,对数控代码进行集成的几何仿真和物理仿真,可以快速检验加工代码的正确性并对加工参数进行优化。运用光线跟踪法研究了多轴数控铣削加工的几何仿真和物理仿真问题,运用解析法对工件和刀具扫描体进行求交离散,依据数控代码提取刀位信息并计算刀具扫描体。工件与扫描体的布尔减运算,一方面可获得每一步切削结果并进行实时的立体显示,另一方面可依据材料切削速率模型实时计算切削力。

面铣刀铣削表面微观几何形貌仿真

应用计算机仿真可以预测被加工表面微观几何形貌和表面粗糙度,为切削参数及刀具的合理选择提供依据。以面铣刀为研究对象,通过建立了面铣刀加工数学模型,给出了面铣刀铣削表面微观几何形貌仿真算法,并开发了相应的铣削表面形貌仿真系统。基于该仿真系统,研究了面铣刀铣削参数及刀具几何角度对被加工表面微观几何形貌及粗糙度的影响规律,得出了对一些对实际加工具有指导意义的结论。

一种新的刀补算法在铣削加工仿真的应用

本文在分析传统刀具补偿算法不足的基础上,提出了一种新的刀具补偿算法,简单易懂,并给出了详细的流程图,特别适合于编制刀具补偿程序。该算法不仅避开了复杂的Voronoi图理论和转接矢量运算,而且更易于在计算机上实现该算法。在基于RTLinux开放式数控系统中,该算法用于铣削加工仿真,速度较快,运行性能良好。

基于铣削力仿真的离线进给速度优化技术

为提高数控加工效率和改善加工质量,针对数控铣削加工参数优化问题,以球头刀具为研究对象,提出基于铣削力仿真的离线进给速度优化方法。提出的方法通过建立各个加工工序相应的铣削力优化目标模型,采用铣削力仿真的手段,预测数控铣削加工中产生的瞬时铣削力,根据各个加工工序建立的铣削力优化目标控制加工过程中瞬时铣削力的变化,以提出的给定最大铣削力、给定参考铣削力和给定铣削力范围方法对各个工序进给速度进行优化。给出了各进给速度优化方法的具体实现步骤,进给速度优化后自动修改NC(Numerical Control)程序反映优化结果。应用实例证明了提出的基于铣削力仿真的进给速度离线优化算法的有效性。