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New Mathematical Method for the Determination of Cutter Runout Parameters in Flat-end Milling 被引量:2
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作者 GUO Qiang SUN Yuwen +1 位作者 GUO Dongming ZHANG Chuantai 《Chinese Journal of Mechanical Engineering》 SCIE EI CAS CSCD 2012年第5期947-952,共6页
The cutting force prediction is essential to optimize the process parameters of machining such as feed rate optimization, etc. Due to the significant influences of the runout effect on cutting force variation in milli... The cutting force prediction is essential to optimize the process parameters of machining such as feed rate optimization, etc. Due to the significant influences of the runout effect on cutting force variation in milling process, it is necessary to incorporate the cutter runout parameters into the prediction model of cutting forces. However, the determination of cutter runout parameters is still a challenge task until now. In this paper, cutting process geometry models, such as uncut chip thickness and pitch angle, are established based on the true trajectory of the cutting edge considering the cutter runout effect. A new algorithm is then presented to compute the cutter runout parameters for flat-end mill utilizing the sampled data of cutting forces and derived process geometry parameters. Further, three-axis and five-axis milling experiments were conducted on a machining centre, and resulting cutting forces were sampled by a three-component dynamometer. After computing the corresponding cutter runout parameters, cutter forces are simulated embracing the cutter runout parameters obtained from the proposed algorithm. The predicted cutting forces show good agreements with the sampled data both in magnitude and shape, which validates the feasibility and effectivity of the proposed new algorithm of determining cutter runout parameters and the new way to accurately predict cutting forces. The proposed method for computing the cutter runout parameters provides the significant references for the cutting force prediction in the cutting process. 展开更多
关键词 flat end milling cutter runout cutting force five-axis machining
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A simplified method for local tool interference detection and tool position modification during five-axis ball-end milling process
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作者 ZHANG Song 张松 LI Bin-xun 《Journal of Chongqing University》 CAS 2018年第4期155-161,共7页
Five-axis ball-end milling is commonly used to machine the complex surfaces. Local tool interference phenomenon which often occurs in five-axis milling should be urgently solved. In this paper, a simplified method to ... Five-axis ball-end milling is commonly used to machine the complex surfaces. Local tool interference phenomenon which often occurs in five-axis milling should be urgently solved. In this paper, a simplified method to detect the occurrence of local tool interference and modify tool position is proposed. First, the detection matrix is established to detect local tool interference at all the cutter location points on tool path simultaneously in five-axis ball-end milling of complex surfaces. The algorithm of detection matrix based on point arithmetic is simple. Secondly, the new coordinates of the modified interfering-free points are obtained precisely by using the genetic algorithm. The feasibility of the method is validated by simulation in Matlab. This research is benefit to simplify the calculation of local tool interference detection and tool position modification. 展开更多
关键词 LOCAL TOOL interference DETECTION TOOL position modification ball-end millING cutter
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双圆弧斜齿齿轮泵转子加工刀轨规划及仿真
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作者 董庆伟 周群起 +1 位作者 李阁强 刘理想 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第3期214-217,223,共5页
针对双圆弧斜齿齿轮泵转子加工方法中存在的加工效率和精度比较低等问题,提出了利用球头铣刀在数控铣床上加工双圆弧斜齿齿轮泵转子的方法。研究目标是:根据双圆弧斜齿齿轮泵转子方程,结合空间啮合原理,建立了双圆弧斜齿轮的加工坐标系... 针对双圆弧斜齿齿轮泵转子加工方法中存在的加工效率和精度比较低等问题,提出了利用球头铣刀在数控铣床上加工双圆弧斜齿齿轮泵转子的方法。研究目标是:根据双圆弧斜齿齿轮泵转子方程,结合空间啮合原理,建立了双圆弧斜齿轮的加工坐标系,根据各坐标系之间的转换矩阵,建立了双圆弧斜齿齿轮泵转子的齿面方程,模拟使用球头铣刀进行加工过程,计算出加工刀具中心在平面和空间轨迹,同时给出判定球头铣刀不发生干涉的最大半径的方法。利用VERICUT软件建立虚拟制造环境并进行铣齿仿真加工,验证了双圆弧斜齿齿轮泵转子齿面数控加工方法的正确性及其可行性。 展开更多
关键词 双圆弧斜齿齿轮泵 齿轮建模 球头铣刀 仿真加工
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整体式木工硬质合金立铣刀铣削温度仿真分析
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作者 贾娜 殷志成 +1 位作者 陈肖男 李佳颖 《林产工业》 北大核心 2024年第4期28-34,共7页
以整体式木工硬质合金立铣刀铣削刨花板时铣刀温度分布为研究对象,探究铣削深度、前角、及螺旋角对铣刀温度的影响规律,并通过优化参数提升铣削过程的效率和稳定性。采用动力学仿真分析模拟实际切削工况,对立铣刀铣削温度进行理论分析,... 以整体式木工硬质合金立铣刀铣削刨花板时铣刀温度分布为研究对象,探究铣削深度、前角、及螺旋角对铣刀温度的影响规律,并通过优化参数提升铣削过程的效率和稳定性。采用动力学仿真分析模拟实际切削工况,对立铣刀铣削温度进行理论分析,得出铣削深度、前角、螺旋角三个主要研究变量。通过Abaqus软件分析以及试验探究,分析以上三个研究变量对立铣刀铣削刨花板过程中刀刃温度变化的影响,验证了立铣刀铣削温度模型的可行性。铣削过程中,铣刀的温度经历快速上涨、缓慢上升、趋于稳定三个阶段。其他条件一定,当切削深度为4.0 mm,前角为17°,螺旋角为22°时,刀刃的平均温度较低。研究结果对立铣刀铣削加工温度的深入研究具有重要的理论和实践意义。 展开更多
关键词 立铣刀 切削仿真 铣削加工 切削温度 有限元分析
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锥度球头刀加工钛合金TC4表面粗糙度建模
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作者 周金华 赵超群 +1 位作者 齐琪 任军学 《航空科学技术》 2024年第8期79-84,共6页
高性能商用航空发动机大型复合材料风扇叶片高速旋转时存在分层开胶风险,需要在其前缘通过胶结工艺装配钛合金TC4前缘金属加强边予以保护,而胶结性能受到装配表面粗糙度影响较大。本文针对钛合金TC4前缘金属加强边内腔加工表面粗糙度,... 高性能商用航空发动机大型复合材料风扇叶片高速旋转时存在分层开胶风险,需要在其前缘通过胶结工艺装配钛合金TC4前缘金属加强边予以保护,而胶结性能受到装配表面粗糙度影响较大。本文针对钛合金TC4前缘金属加强边内腔加工表面粗糙度,以主轴转速、每齿进给量和轴向切深为设计因子,分别开展4种细长锥度球头刀四轴铣削钛合金TC4试验,测试已加工表面粗糙度。基于测试的样本数据,分别针对4种细长锥度球头刀建立加工表面粗糙度的经验模型。结果表明,主轴转速增加,直径为5.0mm时,表面粗糙度大幅降低,直径为3.0mm时,表面粗糙度却有所增加;主轴转速、每齿进给量增加时,直径4.0mm、2.4mm的锥度球头刀加工的表面粗糙度没有较大变化。随着轴向切深增加,4种直径的刀具加工的表面粗糙度均大幅增加。 展开更多
关键词 钛合金TC4 多轴铣削 锥度球头刀 表面粗糙度 弱刚性
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兼顾排屑与降载作用的叶轮拐角单笔清根刀具
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作者 谢鹏 郭明龙 +3 位作者 魏兆成 王敏杰 舒鑫 雍建华 《工具技术》 北大核心 2024年第6期76-82,共7页
清根加工作为叶轮拐角区域残余材料的补加工工艺,在整体叶轮数控加工中占据十分重要的地位。盖盘叶轮清根加工具有推刀进给、拐角曲面曲率大、切削余量大、空间几何受限等特点。而传统球头铣刀刀尖点切削性能不足,应用于盖盘叶轮清根加... 清根加工作为叶轮拐角区域残余材料的补加工工艺,在整体叶轮数控加工中占据十分重要的地位。盖盘叶轮清根加工具有推刀进给、拐角曲面曲率大、切削余量大、空间几何受限等特点。而传统球头铣刀刀尖点切削性能不足,应用于盖盘叶轮清根加工会导致切削载荷大和切屑挤压,造成刀具过早失效、加工表面质量差等问题。本文针对盖盘叶轮清根加工的特点和难点,提出一种面向不同拐角尺寸的具有削顶结构以及大容屑槽结构的刀具,并推导了切削刃的表达式。对传统球头铣刀和新式削顶铣刀进行仿真与实验,结果表明,新式削顶铣刀较传统球头铣刀切削力降载高达77.6%,切削过程更平稳可靠,加工质量更高。 展开更多
关键词 清根加工 盖盘叶轮 推刀进给 传统球头铣刀 新式削顶铣刀 降载
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基于接触区齐次变换的球头铣削力预报与分析
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作者 蒋建华 胡腾 +2 位作者 王小虎 龚熙裕 张永胜 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第8期92-98,104,共8页
精准求解球头铣刀-工件接触区(Cutter-workpiece engagement,CWE)已成为研究其力学行为的关键问题。现有球头CWE的求解方法存在效率低、通用性不佳和工程适用性不强等局限性。为此,本文提出一种基于齐次变换矩阵的CWE求解方法并借此实... 精准求解球头铣刀-工件接触区(Cutter-workpiece engagement,CWE)已成为研究其力学行为的关键问题。现有球头CWE的求解方法存在效率低、通用性不佳和工程适用性不强等局限性。为此,本文提出一种基于齐次变换矩阵的CWE求解方法并借此实现球头铣削力预报和分析。首先,以铣削过程的几何特性分析为切入点,构建无倾角CWE解析方程组;然后,从多体系统理论的视角出发,通过齐次变换方法将球头铣姿态参数表征为坐标矩阵,由此推导出其在任意姿态下的解析表达式,进而将铣削过程时域离散化并对CWE内有效铣削刃及其演化过程进行分析。在此基础上,开展球头铣削力测试试验来检验该求解方法与铣削力分析的可靠性和精准性。研究结果表明,所提CWE求解方法可在较大程度上简化求解过程,且对铣削力的预报可靠、精准性高;前倾角或侧倾角的增大会减少切削刃在铣削周期中的铣削时间,并使得铣削周期内的平均铣削力降低;采用较小的前倾角时可获得较大的铣削力。 展开更多
关键词 球头铣 铣刀-工件接触区(CWE) 齐次变换 铣削力 变姿态
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考虑刀具尺寸效应和刀具跳动的球头铣刀五轴微细铣削力预测
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作者 杨晨曦 闫正虎 +2 位作者 王卫 余成林 朱霄 《工具技术》 北大核心 2024年第1期58-65,共8页
五轴微细铣削技术广泛应用于微小型零件的精密加工过程。铣削力作为加工过程中最重要的参数之一,直接影响零件的加工精度、刀具磨损和加工过程中的振动等。在球头铣刀五轴微细铣削过程中,刀—工接触几何CWE(Cutter Workpiece Engagement... 五轴微细铣削技术广泛应用于微小型零件的精密加工过程。铣削力作为加工过程中最重要的参数之一,直接影响零件的加工精度、刀具磨损和加工过程中的振动等。在球头铣刀五轴微细铣削过程中,刀—工接触几何CWE(Cutter Workpiece Engagement)及未变形切屑厚度瞬态变化,使其求解过程变得复杂和困难。综合考虑不同前倾、侧倾角度下的刀—工接触几何,推导出考虑最小切屑厚度、刀具跳动和工件材料弹性恢复的未变形切屑厚度数学表达式,建立了五轴微细铣削力的预测模型,获得铣削力的仿真结果。进行五轴微细铣削实验获得实测铣削力,并与预测铣削力进行比较,结果表明,铣削力预测值与实测值误差均在20%以内,验证了铣削力预测模型的有效性。 展开更多
关键词 球头铣刀 刀—工接触几何 五轴铣削 微细铣削力
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Influence of Helix Angle on Stability of Milling Flexible Parts
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作者 Muhammad Masud Akhtar Huang Xiang Chen Wenliang 《Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics》 EI CSCD 2016年第6期-,共7页
Geometry of end mill cutters plays a vital role in the stability of the flexible parts milling.The present study considers helix angle and number of flutes.Multi-frequency solution is established to draw stability Lob... Geometry of end mill cutters plays a vital role in the stability of the flexible parts milling.The present study considers helix angle and number of flutes.Multi-frequency solution is established to draw stability Lobe diagram(SLD)for different helix angles and number of flutes.SLD for the two cases shows that the greater the value of helix angle,the more stable the milling process will be,and conversely increasing the number of flutes degrades the stability of flexible parts milling.A simple empirical methodology is adopted to employ the inclined plane workpiece geometry offering agradual increase of the axial depth of cut in the feed direction.Surface roughness is used as a measure of stability.Test results corroborate the model conclusions very well. 展开更多
关键词 helix angle FLUTE end mill cutter flexible parts milling STABILITY
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考虑刀具偏心的五轴侧铣加工瞬时未变形切屑厚度模型
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作者 陈品 《农业装备与智能技术》 2024年第3期36-40,共5页
在五轴侧铣加工过程中,两个旋转轴运动使得刀具姿态实时变化,增加了IUCT计算的复杂程度,为保障其计算精度往往采用较为耗时的计算方法。为了解决五轴侧铣铣削中IUCT预测效率低下的问题,提出一种考虑刀具跳动的IUCT计算方法。首先建立刀... 在五轴侧铣加工过程中,两个旋转轴运动使得刀具姿态实时变化,增加了IUCT计算的复杂程度,为保障其计算精度往往采用较为耗时的计算方法。为了解决五轴侧铣铣削中IUCT预测效率低下的问题,提出一种考虑刀具跳动的IUCT计算方法。首先建立刀具的几何模型,沿刀轴方向将刀具离散,获得当前切削点的坐标。其次,根据两个相邻刀具的位置关系推导出IUCT的显性表达式。最后,通过对比该模型和现有模型,结果表明,所提出的IUCT预测模型不仅具有良好的计算效率,同时具有较高的预测精度。 展开更多
关键词 五轴侧铣加工 瞬时未变形切屑 厚度 平头铣刀 铣削力预测
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紫铜小锥度锥形内腔类零件加工工艺研究
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作者 蒋坤良 蔺广学 +6 位作者 张潮春 唐超 朱利 李欣懋 张明民 张瑞涛 姜铭 《工程与试验》 2024年第3期93-95,共3页
为加工出小锥度锥形类结构,基于车削、铣削加工原理,提出车削和铣削相结合的加工方法。首先建立车削锥形内腔零件数学模型,分析车削内形机理;依据球头铣刀刀刃排布数学模型,建立球头铣刀铣削锥形内腔的运动轨迹,分析小锥度锥形内腔结构... 为加工出小锥度锥形类结构,基于车削、铣削加工原理,提出车削和铣削相结合的加工方法。首先建立车削锥形内腔零件数学模型,分析车削内形机理;依据球头铣刀刀刃排布数学模型,建立球头铣刀铣削锥形内腔的运动轨迹,分析小锥度锥形内腔结构成形机理以及该方案的可行性,并得出锥形内腔车削深度与车刀直径、锥形内腔开口半径、锥形内腔开口角度有关的结论。在此基础之上,通过车削和铣削相结合的方法加工出了小锥度锥形内腔类结构。 展开更多
关键词 车削 铣削 锥形内腔 球头铣刀
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立铣刀侧铣加工剖分式直齿锥齿轮时的刀位求解 被引量:2
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作者 李聚波 赵岩 +3 位作者 王斌 段新峰 房建垒 耿瑞广 《河南科技大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2023年第4期17-23,I0002,共8页
针对剖分式直齿锥齿轮齿面的立铣刀铣齿加工,本文提出了一种立铣刀侧铣加工剖分式直齿锥齿轮时的刀位求解方法。根据直齿锥齿轮齿面成形原理,建立了齿面加工坐标系,分析了剖分体的齿面加工路径。通过刀具位置及其姿态分析,进行了齿面数... 针对剖分式直齿锥齿轮齿面的立铣刀铣齿加工,本文提出了一种立铣刀侧铣加工剖分式直齿锥齿轮时的刀位求解方法。根据直齿锥齿轮齿面成形原理,建立了齿面加工坐标系,分析了剖分体的齿面加工路径。通过刀具位置及其姿态分析,进行了齿面数控加工过程的刀位求解,得到了在剖分轮坯上切齿时刀心坐标、刀轴矢量的显函数表达式。在此基础上,通过后置处理及数控加工编程,结合VERICUT软件进行了切齿加工仿真及结果分析。通过侧铣加工及测量实验,验证了本文提出的立铣刀侧铣加工剖分式直齿锥齿轮时刀位求解方法的可行性和正确性。实验结果表明:加工出齿轮的齿距极限偏差为25.3μm,齿距累积总偏差为21.8μm,径向圆跳动偏差为38.3μm,齿廓总偏差最大偏差为5.6μm,齿廓形状公差最大偏差为2.6μm,所有加工偏差值均在正常的范围之内,且达到了规定的特大型直齿锥齿轮的精度标准。 展开更多
关键词 剖分式 直齿锥齿轮 立铣刀 侧铣加工 刀位求解
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硬质合金立铣刀螺旋槽ELID精密成型磨削试验研究 被引量:1
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作者 关佳亮 穆德明 +2 位作者 陈金 李鑫 张航 《工具技术》 北大核心 2023年第2期45-49,共5页
制造立铣刀过程中,磨削螺旋槽是关键工序,采用传统树脂结合剂砂轮磨削螺旋槽存在让刀、刃宽尺寸偏差大、加工效率低等难题。采用ELID磨削技术对硬质合金立铣刀螺旋槽进行精密成型磨削试验,设计二次回归通用旋转组合实验法,探究磨削工艺... 制造立铣刀过程中,磨削螺旋槽是关键工序,采用传统树脂结合剂砂轮磨削螺旋槽存在让刀、刃宽尺寸偏差大、加工效率低等难题。采用ELID磨削技术对硬质合金立铣刀螺旋槽进行精密成型磨削试验,设计二次回归通用旋转组合实验法,探究磨削工艺参数对硬质合金立铣刀螺旋槽刃宽尺寸的影响规律,利用DPS软件统计实验数据并建立数学模型,通过MATLAB软件优化得出最佳工艺参数组合并进行试验验证。试验结果表明,采用砂轮转速3188.40r/min、砂轮进给量1300μm/s、电解电压85V、占空比42.37%的参数对螺旋槽进行ELID精密成型磨削加工,有效解决了让刀问题,与相同粒度的树脂砂轮比,生产效率提高25%,刃宽尺寸偏差范围降低8%,偏差值保持在6μm以内。 展开更多
关键词 硬质合金立铣刀螺旋槽 ELID磨削 二次回归通用旋转实验法 工艺参数优化组合
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三维振动铣削加工振幅对铣削力的影响研究
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作者 王桂莲 刘文瑞 +1 位作者 张善青 王晶贤 《机械设计与制造》 北大核心 2023年第7期160-164,共5页
三维振动辅助铣削是一种新型获得复杂表面结构形貌的特殊加工方式,三个方向振幅对能够反映表面加工质量的工艺参数—铣削力有着重要影响。文章旨在探究振动幅值对铣削力的影响规律,首先根据振动辅助加工原理,建立了球头铣刀三维振动轨... 三维振动辅助铣削是一种新型获得复杂表面结构形貌的特殊加工方式,三个方向振幅对能够反映表面加工质量的工艺参数—铣削力有着重要影响。文章旨在探究振动幅值对铣削力的影响规律,首先根据振动辅助加工原理,建立了球头铣刀三维振动轨迹模型;其次,通过ABAQUS软件,基于铝合金7050-T6的J-C本构模型,建立了球头铣刀三维振动辅助铣削过程三维有限元模型;最后,检测了施加三维振动辅助后,仿真过程中球头铣刀的空间位移瞬态响应,对不同振动幅值下各个方向的输出铣削力进行分析。结果表明,三维振动辅助能够在一定程度上减小铣削力;增大振幅,使三个方向的最大铣削力增大,但纵向进给方向和横向进给方向的平均铣削力呈下降趋势,而垂直进给方向的平均铣削力增加到最大值后,振幅的增加对其平均铣削力影响变小。 展开更多
关键词 三维振动 铣削力 振幅 球头铣刀 有限元技术
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微径球头铣刀微铣削有限元仿真及微铣削力预测
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作者 孙毅刚 侯胜辉 +4 位作者 黎柏春 于昊 李晓坤 何振鹏 闫方超 《工具技术》 北大核心 2023年第11期66-71,共6页
变螺旋角螺旋线的切削刃使得微径球头铣刀微铣削过程复杂且实验研究难度较大,对此,提出有限元建模仿真与多元线性回归分析相结合的微铣削过程量化分析和微铣削力预测方法。结合球面螺旋线模型和实测建立微径球头铣刀的三维模型,以此为... 变螺旋角螺旋线的切削刃使得微径球头铣刀微铣削过程复杂且实验研究难度较大,对此,提出有限元建模仿真与多元线性回归分析相结合的微铣削过程量化分析和微铣削力预测方法。结合球面螺旋线模型和实测建立微径球头铣刀的三维模型,以此为基础实现全槽微铣削的有限元仿真,并通过实验验证仿真的正确性。针对主轴转速、进给速度与铣削深度三因素,利用正交实验设计方法确定三因素三水平的微铣削仿真方案,得到不同工艺参数组合下的微铣削力数据,通过多元线性回归分析建立预测微铣削力峰值的经验模型,其拟合优度分析表明预测模型具有较好的准确度和可靠性,可用于工艺参数对微铣削力峰值的影响规律分析,优化控制微铣削过程。 展开更多
关键词 微径球头铣刀 微铣削 有限元仿真 正交实验 多元线性回归
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基于接触区域的球头刀五轴加工无颤振刀具姿态研究 被引量:1
16
作者 植俊杰 张立强 +2 位作者 许洋洋 杨青平 曹珍珍 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2023年第9期2971-2980,共10页
为解决球头刀五轴铣削过程中接触区域获取困难和难以调整主轴转速实现稳定性铣削的问题,提出一种基于接触区域的姿态稳定性图获取方法。首先,建立了考虑刀具姿态与螺旋角影响的动态切削力模型。通过NX二次开发提取刀具与工件接触区域的... 为解决球头刀五轴铣削过程中接触区域获取困难和难以调整主轴转速实现稳定性铣削的问题,提出一种基于接触区域的姿态稳定性图获取方法。首先,建立了考虑刀具姿态与螺旋角影响的动态切削力模型。通过NX二次开发提取刀具与工件接触区域的初始数据,并采用一种坐标变换法获得不同刀具姿态下的接触区域。然后,使用全离散法构建姿态稳定性图判断了在不同刀具姿态下的铣削稳定性。最后,通过实验案例在五轴加工中心中进行球头刀铣削实验,验证了所提方法的有效性与可行性。现场加工表明,实验结果与预测值吻合良好。 展开更多
关键词 球头铣刀 接触区域 刀具姿态 稳定性预测 五轴加工
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GH4169高温合金球头铣刀铣削有限元仿真分析
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作者 辛红敏 董脉鸣 +2 位作者 姚倡锋 崔敏超 李星彤 《工具技术》 北大核心 2023年第5期70-77,共8页
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... 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。 展开更多
关键词 GH4169高温合金 热力耦合 球头铣刀 铣削仿真
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基于BP神经网络的球头铣刀恒力切削控制方法研究 被引量:1
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作者 梁荣富 林朝光 +2 位作者 李泽亮 王柱 王天雷 《机电工程技术》 2023年第6期151-154,共4页
针对数控机床加工过程中的不可控制参数变化的问题,提出一种基于BP神经网络的球头铣刀恒力切削控制方法。分别建立铣削过程模型与BP神经网络控制模型,针对多指标变化导致恒力控制球头铣刀切削难以实施的问题,利用多层BP神经网络的自主... 针对数控机床加工过程中的不可控制参数变化的问题,提出一种基于BP神经网络的球头铣刀恒力切削控制方法。分别建立铣削过程模型与BP神经网络控制模型,针对多指标变化导致恒力控制球头铣刀切削难以实施的问题,利用多层BP神经网络的自主高度拟合特性,结合恒力控制多时刻切削力与相关伺服输入,实现自适应调节多指标完成恒力控制。其中,指标包含切削力、进给量、进给速度、背吃刀量。为进一步探究噪声对控制算法鲁棒性的影响,利用方波噪声对所建立的控制算法进行干扰实验,讨论控制算法的抗干扰能力。结果表明:所提出的控制方法能够对球头铣刀控制进行快速且精确的恒力跟踪,在切削深度加深后能自适应地调整切削力;在添加噪声的恒力控制中,所获得的仿真曲线与未添加噪声时保持一致,进一步证明了该方法的抗干扰能力。该控制方法具有较好的控制性能与鲁棒性。 展开更多
关键词 恒力切削 球头铣刀 BP神经网络 鲁棒性
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基于数学建模的球头立铣刀参数化结构设计
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作者 白瑀 韩绍辉 +1 位作者 卢奔 刘浩 《工具技术》 北大核心 2023年第2期97-102,共6页
针对球头立铣刀的结构进行综合分析,建立球头立铣刀相关数学模型,确定球头立铣刀的周刃螺旋线、侧刃螺旋线和容屑槽,并基于UG的二次开发进行球头立铣刀的三维参数化建模,得到准确的球头立铣刀三维模型。在考虑机床误差的前提下,对原材... 针对球头立铣刀的结构进行综合分析,建立球头立铣刀相关数学模型,确定球头立铣刀的周刃螺旋线、侧刃螺旋线和容屑槽,并基于UG的二次开发进行球头立铣刀的三维参数化建模,得到准确的球头立铣刀三维模型。在考虑机床误差的前提下,对原材料进行磨制与送检,发现经此方法设计的球头立铣刀前角、后角和螺旋角与设计值的偏差分别为15′36″,25′26″,8′12″,槽深和中心半径与设计值的偏差为0.007mm和0.004mm,角度偏差在0.5°之内,尺寸偏差控制在±0.01mm,该方法可有效提高刀具的外形精度。 展开更多
关键词 球头铣刀 数学模型 参数化建模 刀具刃磨 角度检测
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弹性磨粒喷砂刃口钝化工艺研究
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作者 李铸宇 任泊铭 +2 位作者 黄升莉 薛倩 付连宇 《工具技术》 北大核心 2023年第12期43-47,共5页
利用含金刚石和碳化硅磨料的橡胶颗粒喷射刃口是硬质合金刀具刃口钝化的一种新工艺。对喷砂压强、喷砂时间和正反转时间比等参数对刃口钝化量的影响展开研究,结果表明,钝化时间在20s内,钝化半径随钝化时间呈线性增大;形状因子K受正反转... 利用含金刚石和碳化硅磨料的橡胶颗粒喷射刃口是硬质合金刀具刃口钝化的一种新工艺。对喷砂压强、喷砂时间和正反转时间比等参数对刃口钝化量的影响展开研究,结果表明,钝化时间在20s内,钝化半径随钝化时间呈线性增大;形状因子K受正反转时间比影响较大;喷砂钝化后刀具刃口附近表面质量明显提高,粗糙度值降低1/2;比较喷砂钝化和拖拽钝化后的铣刀加工1Cr18Ni9Ti的耐用度,相同切削条件下,后者的磨损量是前者的2倍。 展开更多
关键词 弹性磨料 喷砂 立铣刀 刃口钝化
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