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圆弧铣刀瞬态切削力建模与数值仿真 被引量：8
1
作者 刘战强 王启东 +1 位作者 汤爱民 王社权 《应用基础与工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第6期1022-1031,共10页
提出圆弧铣刀(R刀)几何模型描述方法,建立基于机械力学的圆弧铣刀切削力预报模型.该模型分别考虑前刀面剪切效应与后刀面犁切效应,通过计算微元切削刃空间位置角和不同轴向高度处的切入、切出角方法获取瞬时切削区域,应用空间解析几何... 提出圆弧铣刀(R刀)几何模型描述方法,建立基于机械力学的圆弧铣刀切削力预报模型.该模型分别考虑前刀面剪切效应与后刀面犁切效应,通过计算微元切削刃空间位置角和不同轴向高度处的切入、切出角方法获取瞬时切削区域,应用空间解析几何三维坐标变换原理实现微元切削力从局部坐标系向刀具整体坐标系下转换,借助科学计算软件Matlab实现数值仿真.模型中切削力系数由42CrMo4切削试验的切削力数据拟合得出.两组试验结果与仿真结果的对比,验证预报模型的有效性. 展开更多
关键词 圆弧铣刀 瞬态切削力 建模 数值仿真
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基于刀齿轨迹模型的五轴侧铣加工铣削力预测
2
作者 桂昊 张立强 杨青平 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第6期78-83,108,共7页
在五轴侧铣加工过程中刀具的刀轴姿态变化复杂,导致瞬时切屑厚度计算困难。为提高切削力的预测精度,首先通过五轴侧铣几何模型描述了圆柱铣刀的刀齿运动轨迹,在建立微元切削力模型后,提出了一种瞬时切屑厚度的计算方法,计算当前切削刃... 在五轴侧铣加工过程中刀具的刀轴姿态变化复杂,导致瞬时切屑厚度计算困难。为提高切削力的预测精度,首先通过五轴侧铣几何模型描述了圆柱铣刀的刀齿运动轨迹,在建立微元切削力模型后,提出了一种瞬时切屑厚度的计算方法,计算当前切削刃上切削点到前几个刀齿回转圆柱面的映射距离,并在齐次坐标变换下,将空间中的线面求交计算转换成二维平面的线与圆弧的求交运算,在考虑刀具跳动对圆弧轨迹的影响后,求解方程组获得瞬时切屑厚度值。最后在五轴机床上进行了切削力试验,对比测量的力数据发现,仿真结果无论趋势还是大小都和实测值较好地吻合,验证了所建立的切削力预测模型的有效性。 展开更多
关键词 五轴侧铣 圆柱铣刀 瞬时切屑厚度 切削力预测 齐次坐标变换
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PBX炸药模拟材料正交切削的切削力响应规律 被引量：2
3
作者 谢凤英 张中伟 +2 位作者 黄交虎 刘维 肖才伟 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期151-156,共6页
为了分析炸药材料切削加工过程中切削力响应规律及加工特性,采用低速正交切削试验的方法,结合显微摄像、三向测力仪和三维表面轮廓仪表征测试,分析高聚物粘结炸药(PBX)炸药模拟材料瞬时切削力特性,研究PBX炸药模拟材料的切削过程中切削... 为了分析炸药材料切削加工过程中切削力响应规律及加工特性,采用低速正交切削试验的方法,结合显微摄像、三向测力仪和三维表面轮廓仪表征测试,分析高聚物粘结炸药(PBX)炸药模拟材料瞬时切削力特性,研究PBX炸药模拟材料的切削过程中切削力响应规律及其关键影响因素。结果表明,不同的切削深度PBX炸药模拟材料的动态切削力变化规律不同,切深为0.1 mm时的切削力峰值变化主要由颗粒切屑成型引起,切屑呈蜷曲喷射状,切削力曲线呈微细锯齿状动态特征变化,切深为0.3 mm和0.5 mm时的切削力峰值主要由材料脆性断裂裂纹扩展引起,切削力呈周期性的大锯齿特性变化,fz在过切凹坑处降至零。fx标准偏差在0.4 mm切深处产生显著变化,反映了炸药模拟材料切削状态由连续去除到脆性去除的转变。低速正交切削下,切削宽度对切削力影响大于切削速度对切削力的影响,切削速度对切削力的影响较小。 展开更多
关键词 炸药模拟材料 正交切削 瞬时切削力 切削深度 切削力响应
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车削大螺距螺纹系统动柔度测试方法 被引量：1
4
作者 李哲 李景帅 +3 位作者 付祥夫 李军委 王秀瑞 周亚栋 《哈尔滨理工大学学报》 CAS 北大核心 2020年第5期100-105,共6页
车削大螺距螺纹精加工过程中,系统振动引起了刀具与工件接触关系的瞬时变化,刀工接触关系的轴向变化造成切削层厚度的变化,是瞬时切削力的产生原因。采用振动位移与瞬时切削力之间的比值来描述系统动柔度,表征大螺距螺纹系统稳定性;通... 车削大螺距螺纹精加工过程中,系统振动引起了刀具与工件接触关系的瞬时变化,刀工接触关系的轴向变化造成切削层厚度的变化,是瞬时切削力的产生原因。采用振动位移与瞬时切削力之间的比值来描述系统动柔度,表征大螺距螺纹系统稳定性;通过利用MATLAB软件中的小波包分解和重构、小波包降噪和曲线拟合等方法来处理振动和切削力信号。该获取系统动柔度的方法可以快速准确地表示振动位移与瞬时切削力之间的关系,评判本次切削行程内的系统稳定性。 展开更多
关键词 大螺距螺纹 系统动柔度 瞬时切削力 车削振动
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基于轴向位置的振动钻削切削力计算
5
作者 李巧英 张平宽 《工具技术》 2012年第12期21-24,共4页
轴向振动钻削提高了难加工材料的加工性能,但是至今还没有一套成熟的理论体系,能系统说明振动过程机理,对切削力的公式也没有形成一致的观点和方法。本文通过对轴向振动钻削工艺参数分析的基础上,对实际钻削加工区段分两部分进行计算,... 轴向振动钻削提高了难加工材料的加工性能,但是至今还没有一套成熟的理论体系,能系统说明振动过程机理,对切削力的公式也没有形成一致的观点和方法。本文通过对轴向振动钻削工艺参数分析的基础上,对实际钻削加工区段分两部分进行计算,并利用轴向位置方法,建立了一套可以针对不同材料加工要求的瞬时切削力与各参数的关系模型。 展开更多
关键词 轴向振动钻削 轴向位置 切削面积 瞬时切削力
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基于真实刀刃轨迹的立铣刀切削厚度模型 被引量：12
6
作者 闫雪 陶华 +1 位作者 蔡晋 李海滨 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期182-186,共5页
瞬时切削厚度是铣削加工建模研究的重要参数之一。通过分析刀刃切削轨迹,可以得到准确的瞬时切削厚度,但需要求解复杂的超越方程。通常对切削刀刃轨迹进行不同程度的简化来求解近似的瞬时切削厚度。为得到准确的瞬时切削厚度,提出一种... 瞬时切削厚度是铣削加工建模研究的重要参数之一。通过分析刀刃切削轨迹,可以得到准确的瞬时切削厚度,但需要求解复杂的超越方程。通常对切削刀刃轨迹进行不同程度的简化来求解近似的瞬时切削厚度。为得到准确的瞬时切削厚度,提出一种新的切削厚度计算模型。基于立铣刀真实切削刀刃轨迹,对近似的切削厚度模型进行补偿,得到较传统计算方法更为准确的结果,计算过程也更为简单。通过切削力试验验证,该模型可以得到更好的动态切削力预测结果。 展开更多
关键词 立铣刀 真实刀刃轨迹 瞬时切削厚度 动态切削力
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成形法加工螺旋锥齿轮切削力模型研究 被引量：3
7
作者 罗静 康先强 《制造技术与机床》 北大核心 2022年第8期33-40,共8页
螺旋锥齿轮铣齿切削力是锥齿轮机床设计的重要依据,也是铣齿振动控制、刀具磨损状态监测和切削参数优化等的重要基础。针对成形法加工螺旋锥齿轮大轮的切削过程,首先根据切齿原理和螺旋锥齿轮几何理论,对瞬时切屑面积进行推导。然后采... 螺旋锥齿轮铣齿切削力是锥齿轮机床设计的重要依据,也是铣齿振动控制、刀具磨损状态监测和切削参数优化等的重要基础。针对成形法加工螺旋锥齿轮大轮的切削过程,首先根据切齿原理和螺旋锥齿轮几何理论,对瞬时切屑面积进行推导。然后采用材料本构方程和斜角切削理论对材料剪切区应力进行计算,构建了成形法加工螺旋锥齿轮大轮的瞬时切削力模型。最后利用Matlab软件编写计算程序,并对理论切削力模型进行了试验验证,证明了模型具有一定的精度。 展开更多
关键词 成形法 螺旋锥齿轮 瞬时切削力模型
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碳纤维复合材料螺旋铣孔瞬时切削力系数识别 被引量：2
8
作者 王海艳 王健宇 陶克新 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期1432-1437,共6页
在螺旋铣孔过程中,刀具绕其自身轴线自转的基础上围绕预加工孔中心公转并保持轴向进给.为了准确预测碳纤维增强复合材料(CFRP)螺旋铣孔过程中的切削力,基于螺旋铣孔的基本切削机理,考虑刀具侧刃和底刃在进给过程中对切削过程的影响及复... 在螺旋铣孔过程中,刀具绕其自身轴线自转的基础上围绕预加工孔中心公转并保持轴向进给.为了准确预测碳纤维增强复合材料(CFRP)螺旋铣孔过程中的切削力,基于螺旋铣孔的基本切削机理,考虑刀具侧刃和底刃在进给过程中对切削过程的影响及复合材料的各向异性特征,构建螺旋铣孔过程中切削力解析模型.根据全因子条件下复合材料螺旋铣孔试验数据,采用数据拟合方法识别底刃切削力系数,采用瞬时切削力方法识别侧刃切削力系数.结果表明仿真切削力能够较好地拟合试验值. 展开更多
关键词 螺旋铣孔 碳纤维增强复合材料 切削力 瞬时切削力系数 切削试验
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微细铣削过程中三维铣削力预测模型研究 被引量：2
9
作者 雷波 朱光宇 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2013年第3期27-31,共5页
微细铣削加工技术在微小型精密零件加工中有着广泛的应用。微细铣削加工采用的刀具直径范围在0.1～1.0mm之间,加工中刀具实际作用前角不恒等于名义前角,导致现有铣削力模型预测精度低。文章讨论了刀具切削刃刃口圆弧半径对刀具实际作用... 微细铣削加工技术在微小型精密零件加工中有着广泛的应用。微细铣削加工采用的刀具直径范围在0.1～1.0mm之间,加工中刀具实际作用前角不恒等于名义前角,导致现有铣削力模型预测精度低。文章讨论了刀具切削刃刃口圆弧半径对刀具实际作用前角的影响;基于对前刀面的受力分析,提出了一种精确预测微细铣削过程三维铣削力的建模方法;该方法从刀具变形对刀齿切削路径影响的几何关系出发,建立了刀具在任意旋转角所受的三维铣削力预测模型,并构造了瞬时未变形切削厚度的计算方法;提出了以Weibull方程的形式来表示瞬时切削力系数与瞬时未变形切削厚度之间的关系,建立了切屑流动角与刀具切削位置角的关系式。与文献已有切削试验结果对比表明,文章的铣削力预测值与实验值能够较好地吻合,预测的切削力相对误差集中在4%-9%之间。 展开更多
关键词 微细铣削 铣削力模型 切削刃圆半径 瞬时切削力系数 切屑流动角
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