基于Z-map模型的球头铣刀铣削力建模与仿真 被引量：30

1

作者 张臣 周儒荣 +1 位作者 庄海军 周来水 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期347-352,共6页

对球头铣刀铣削力建模进行了研究。在Z-map仿真模型的基础上,提出了识别加工中参与切削的切削刃单元的方法,通过考虑刀具偏心和刀具变形对瞬时切削厚度的影响,推导出了瞬时切削厚度的表达式,由铣削力和切削负载之间的关系,建立了球头铣... 对球头铣刀铣削力建模进行了研究。在Z-map仿真模型的基础上,提出了识别加工中参与切削的切削刃单元的方法,通过考虑刀具偏心和刀具变形对瞬时切削厚度的影响,推导出了瞬时切削厚度的表达式,由铣削力和切削负载之间的关系,建立了球头铣刀三轴铣削力仿真模型。铣削力仿真计算与铣削实验的对比表明在考虑刀具偏心和刀具变形后所建立的铣削力模型能够对铣削力进行准确的预测。 展开更多

关键词 计算机辅助制造 铣削力模型 Z-map模型 球头铣刀 刀具偏心 刀具变形

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基于频域多目标优化的铣削力系数及偏心参数识别 被引量：6

2

作者 刘显波 龙新华 +1 位作者 孟光 郭志明 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期185-190,共6页

在正交切削假设基础上,根据刀具运动几何关系,推导铣削力微元表达式,并从严格的铣削切屑载荷模型出发,考虑刀具偏心引起的多种效应,通过积分运算建立铣削力模型的矩阵形式。随后采用傅里叶变换得到铣削力的频域模型,并用矩阵运算对频域... 在正交切削假设基础上,根据刀具运动几何关系,推导铣削力微元表达式,并从严格的铣削切屑载荷模型出发,考虑刀具偏心引起的多种效应,通过积分运算建立铣削力模型的矩阵形式。随后采用傅里叶变换得到铣削力的频域模型,并用矩阵运算对频域的仿真结果与测量结果的各次谐波进行比较分析,推导得到谐波残差的多元函数,在此基础上提出频域多目标优化的铣削力系数及刀具偏心参数识别方法。以典型航空铝合金材料的多次大偏心率铣削试验为参照,文章模型铣削力仿真误差在2%～6%范围,验证了该方法识别的铣削力系数及偏心参数准确有效。并通过与文献模型时域对比,说明频域多目标优化模型与本次试验结果更为吻合,特别在大偏心率的铣削条件下与文献模型相比有所改进。 展开更多

关键词 铣削力 刀具偏心 正交切削 铣削力系数 多目标优化

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一种改进的非线性铣削力建模与仿真 被引量：5

3

作者 陈勇 刘雄伟 俞铁岳 《华侨大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2005年第3期291-294,共4页

综合考虑再生振动效应和刀具偏心模型对动态铣削加工过程的影响,改进并建立具有较高预测精度的非线性圆周铣削力数学模型和铣削加工过程闭环控制系统.通过对比铣削动力学实验数据和计算机仿真结果验证了该模型的有效性和预测能力.

关键词 再生振动 刀具偏心 铣削力 计算机仿真

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基于单刃铣削力峰值的铣刀偏心辨识 被引量：4

4

作者 刘璨 吴敬权 +1 位作者 李广慧 谭光宇 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期185-190,共6页

刀具偏心可能导致铣削力的大幅度波动。为辨识铣刀偏心状态,研究偏心作用下的铣削力变化规律。推导出以主轴旋转角和切削刃序号为变量的单刃瞬时铣削力表示式,发现铣削力峰值是切削刃序号的离散正弦函数,其均值为无偏心铣刀的公称力,波... 刀具偏心可能导致铣削力的大幅度波动。为辨识铣刀偏心状态,研究偏心作用下的铣削力变化规律。推导出以主轴旋转角和切削刃序号为变量的单刃瞬时铣削力表示式,发现铣削力峰值是切削刃序号的离散正弦函数,其均值为无偏心铣刀的公称力,波动部分为偏心引起的铣削增力。该铣削增力与旋转主轴同频,其初始相位依赖于偏心角,其幅值与偏心距和轴向切深成正比例关系,而与每刃进给量不相关。基于此发现,提出一种估算偏心角和偏心距的数据拟合方法,该方法主要对各刃的铣削力峰值进行正弦函数拟合,算法简单,且只需要做一次铣削测试。铣削试验结果与以上发现一致,且表明该估算方法有效。研究揭示与偏心相关的铣削力峰值特性,提出一种简单直观的偏心尺寸估算方法。研究成果可用于铣削过程状态辨识。 展开更多

关键词 刀具偏心 尺寸估算 铣削力峰值 特性 拟合

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车齿刀具运动偏心误差对车齿精度的影响分析 被引量：4

5

作者 郭文超 杨羽 +1 位作者 毛世民 郭正 《机械传动》 北大核心 2020年第7期89-94,共6页

车齿刀具运动偏心误差对车齿精度的影响十分明显。通过理论及实验研究的方法,针对车齿过程中刀具运动偏心误差对车齿工件齿形、齿向及齿距误差的影响规律及作用机理展开研究。首先,对车齿工艺方法进行实验研究,针对车齿过程中常见的齿... 车齿刀具运动偏心误差对车齿精度的影响十分明显。通过理论及实验研究的方法,针对车齿过程中刀具运动偏心误差对车齿工件齿形、齿向及齿距误差的影响规律及作用机理展开研究。首先,对车齿工艺方法进行实验研究,针对车齿过程中常见的齿面波纹进行分析,并指出通过减小刀具运动偏心误差可明显改善工件齿面波纹度。然后,基于车齿实验研究,针对刀具运动偏心误差对工件齿向、齿形误差的影响进行理论分析,研究齿面波纹的产生机理及周期特性。最后,基于车齿理论与实验研究,提出可改善工件齿面波纹的车齿刀具齿数的设计方法。 展开更多

关键词 车齿 刀具偏心 齿形误差 齿向误差

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再生振动和刀具偏心对立铣加工精度综合影响的研究 被引量：2

6

作者 陈勇 刘雄伟 +1 位作者 俞铁岳 骆灿彬 《工具技术》 北大核心 2006年第5期28-31,共4页

基于再生振动和刀具偏心对立铣加工过程的影响,建立了改进的动态切削力和切削厚度的非线性数学模型;利用计算机仿真技术,定量分析了上述因素对铣削加工振动和工件三维表面形貌的综合影响。结果表明:考虑再生振动和刀具偏心的综合影响,... 基于再生振动和刀具偏心对立铣加工过程的影响,建立了改进的动态切削力和切削厚度的非线性数学模型;利用计算机仿真技术,定量分析了上述因素对铣削加工振动和工件三维表面形貌的综合影响。结果表明:考虑再生振动和刀具偏心的综合影响,可使铣削振动的预测精度较未考虑这两个因素时平均提高20%以上,使加工振动状态更接近实际加工情况。 展开更多

关键词 立铣加工 再生振动 刀具偏心 铣削振动 表面形貌

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确定铣削力模型中刀具偏心参数的一种算法 被引量：1

7

作者 张臣 周儒荣 +1 位作者 庄海军 周来水 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2006年第5期509-512,共4页

对数控加工中球头铣刀铣削力建模时刀具偏心参数的确定进行了研究。在铣削力模型的建立中考虑了刀具偏心的影响,推导出刀具偏心参数的表达式,考虑到刀具单刃切削条件,提出了刀具偏心参数的确定算法。在通过铣削力试验数据计算铣削力系... 对数控加工中球头铣刀铣削力建模时刀具偏心参数的确定进行了研究。在铣削力模型的建立中考虑了刀具偏心的影响,推导出刀具偏心参数的表达式,考虑到刀具单刃切削条件,提出了刀具偏心参数的确定算法。在通过铣削力试验数据计算铣削力系数的过程中,采用上述算法确定了刀具的偏心参数,用于铣削力的仿真预测中,仿真结果和铣削力试验的结果表明,算法效果良好。 展开更多

关键词 铣削力模型 刀具偏心 仿真 铣削力系数

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二维振动辅助微细铣削切削力建模与试验研究 被引量：3

8

作者 商鹏 黄思硕 +3 位作者 刘晓鹏 杨壮 刘腾 张建军 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期648-657,665,共11页

基于力学解析法与斜角切削微元力模型,综合考虑刀具偏心、尺度效应与累积作用对瞬时切削厚度的影响,结合二维振动辅助微细铣削运动学特性,根据剪切区与犁耕区切削力大小不同的特点,建立了二维振动辅助微细铣削切削力模型。为实现振动辅... 基于力学解析法与斜角切削微元力模型,综合考虑刀具偏心、尺度效应与累积作用对瞬时切削厚度的影响,结合二维振动辅助微细铣削运动学特性,根据剪切区与犁耕区切削力大小不同的特点,建立了二维振动辅助微细铣削切削力模型。为实现振动辅助加工的目的,基于自行设计并优化的非谐振式二维柔顺振动平台,对铝合金Al6061进行了相应的二维振动辅助微细铣削试验研究,并利用MATLAB软件对铝合金Al6061的切削力曲线进行了仿真研究,通过对比分析验证所建立的二维振动辅助微细铣削切削力模型的正确性。最后,基于所建立的切削力模型,分别分析了振幅与振动频率对铣削力的影响规律。 展开更多

关键词 切削力 尺度效应 刀具偏心 微细铣削 振动辅助

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立铣加工能耗分析及其参数优化策略研究 被引量：2

9

作者 陈勇 刘雄伟 俞铁岳 《福州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2006年第3期374-378,共5页

研究逆铣加工过程动态特性,建立其铣削微元单位瞬态切削力、刀具偏心和再生振动引起的切削厚度数学模型.基于再生振动机理和相位特性研究,完成立铣加工过程消耗能量分析.研究结果表明:当前后2次铣削波纹间相位差值为π/2和3π/2时,加工... 研究逆铣加工过程动态特性,建立其铣削微元单位瞬态切削力、刀具偏心和再生振动引起的切削厚度数学模型.基于再生振动机理和相位特性研究,完成立铣加工过程消耗能量分析.研究结果表明:当前后2次铣削波纹间相位差值为π/2和3π/2时,加工过程将分别趋向于最稳定和最不稳定的工作状态.基于此原理提出的加工过程主轴转速和刀具齿数优化选择策略可有效避免较大加工振动的出现. 展开更多

关键词 立铣加工 切削力 刀具偏心 再生振动 参数优化

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考虑刀具偏心的微铣削加工表面粗糙度预测模型研究 被引量：1

10

作者 张庆春 任舒曼 孙雅洲 《航空精密制造技术》 2017年第1期7-10,20,共5页

基于微铣削刀具轨迹建立了考虑刀具偏心、最小切削厚度的塑性材料微铣削底面粗糙度的预测模型,预测结果表明粗糙度表面形貌呈锯齿状,刀具偏心会影响表面粗糙度的形貌周期和高度,并进行微铣削加工实验,对粗糙度预测模型进行了验证。采用... 基于微铣削刀具轨迹建立了考虑刀具偏心、最小切削厚度的塑性材料微铣削底面粗糙度的预测模型,预测结果表明粗糙度表面形貌呈锯齿状,刀具偏心会影响表面粗糙度的形貌周期和高度,并进行微铣削加工实验,对粗糙度预测模型进行了验证。采用回归统计方法,建立了脆性材料微铣削加工表面粗糙度预测模型,对加工表面形貌进行观察,利用响应曲面法得到了各铣削用量对表面粗糙度的影响规律。 展开更多

关键词 微铣削 刀具偏心 最小切削厚度 表面粗糙度 回归模型

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刀具偏心跳动下侧铣硬脆材料的瞬时铣削力模型

11

作者 马廉洁 杜文豪 +1 位作者 赵镇 邱喆 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期270-279,共10页

以侧铣可加工微晶陶瓷为对象,建立了瞬时整体铣削力模型,研究了刀具偏心跳动状态下立铣刀侧刃铣削瞬时铣削力。通过铣削刀具与工件的次摆线运动,获得了其瞬时切削厚度、瞬时切削面积。通过线性搜索法确定了刀具偏心量和偏心角的最优解,... 以侧铣可加工微晶陶瓷为对象,建立了瞬时整体铣削力模型,研究了刀具偏心跳动状态下立铣刀侧刃铣削瞬时铣削力。通过铣削刀具与工件的次摆线运动,获得了其瞬时切削厚度、瞬时切削面积。通过线性搜索法确定了刀具偏心量和偏心角的最优解,利用一维搜索算法进行了瞬时铣削力作用点的精确求解,并以刀具偏心跳动状态下的瞬时转角予以表达。以Martellotti模型为基础,建立了新的瞬时铣削力模型。以最小二乘法进行了瞬时铣削力模型系数辨识。并从铣削力作用点(瞬时转角)视角,研究了瞬时铣削力的变化特性。铣削实验验证结果表明,铣削力模型预测值与实验值吻合程度较高,平均相对误差不超过8%,该瞬时铣削力模型具有较高的预测精度。 展开更多

关键词 刀具偏心跳动 瞬时铣削力模型 瞬时切削面积 铣削力作用点 硬脆材料

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介观尺度铣削刀具偏心参数在位识别方法

12

作者 张翔 潘旭东 王广林 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期253-258,共6页

介观尺度铣削加工中,由制造误差和装夹误差所引起的刀具偏心对于铣削力、表面形貌、刀具寿命等影响很大。本文在分析刀具偏心参数对介观尺度实际切削半径影响的基础上,提出了一种介观尺度铣削刀具偏心参数在位识别方法。推导出耦合刀具... 介观尺度铣削加工中,由制造误差和装夹误差所引起的刀具偏心对于铣削力、表面形貌、刀具寿命等影响很大。本文在分析刀具偏心参数对介观尺度实际切削半径影响的基础上,提出了一种介观尺度铣削刀具偏心参数在位识别方法。推导出耦合刀具偏心参数的切削齿实际切削半径计算公式,分析了刀具偏心参数对刀具实际切削半径的影响。在此基础上,建立了刀具偏心参数解析模型,并通过位移测量获得了模型参数。采用迭代算法对刀具偏心参数进行了解析识别,并通过实验验证了刀具偏心参数识别结果。结果表明:基于位移测量的刀具偏心量在位识别方法操作简便,识别分辨率和效率较高,同时可应用于常规尺度铣削刀具偏心参数的识别。 展开更多

关键词 介观尺度铣削 刀具偏心量 刀具偏心角 解析模型 实际切削半径 位移测量 在位识别 迭代算法

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基于DEFORM-3D有限元模拟的高速铣削刀具偏心跳动分离与辨识研究

13

作者 殷红梅 赵连星 汪木兰 《机械工程师》 2022年第5期20-22,25,共4页

利用DEFORM-3D三维有限元软件模拟高速铣削过程,分析铣削力与切削厚度间的线性关系,建立瞬时铣削力-瞬时切削厚度数学模型。通过一维搜索分离出刀具偏心跳动引起的铣削力并予以再次有限元模拟,完成刀具偏心跳动参数辨识,最终通过平头立... 利用DEFORM-3D三维有限元软件模拟高速铣削过程,分析铣削力与切削厚度间的线性关系,建立瞬时铣削力-瞬时切削厚度数学模型。通过一维搜索分离出刀具偏心跳动引起的铣削力并予以再次有限元模拟,完成刀具偏心跳动参数辨识,最终通过平头立铣刀加工AL6061-T6试验验证有限元模拟预测刀偏铣削力模型的正确性,为铣削力学分析与参数优化提供参考。 展开更多

关键词 高速铣削 有限元模拟 刀具偏心跳动 分离辨识

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