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S50C模具钢的高速切削工艺参数优化

S50C模具钢的高速切削工艺参数优化

作者：闫国琛太原科技大学

学位级别：硕士

近年来，作为先进制造技术典型代表的高速切削加工技术得到了迅猛的发展，由于其具有高精度、高效率、低污染等传统切削加工技术无与伦比的优势，因而在航空、航天、汽车、模具等领域得到了广泛应用。模具钢是模具制造不可或缺的材料，... 详细信息

近年来，作为先进制造技术典型代表的高速切削加工技术得到了迅猛的发展，由于其具有高精度、高效率、低污染等传统切削加工技术无与伦比的优势，因而在航空、航天、汽车、模具等领域得到了广泛应用。模具钢是模具制造不可或缺的材料，然而由于模具钢普遍具有强度高、硬度大的特点，因此切削过程中的温升较大，刀具磨损较为严重，从而导致模具表面质量难以控制。鉴此，对加工后的模具表面质量的研究成为高速切削技术研究的一个重要方向。本文从仿真和试验两个方面对模具钢的高速切削进行了分析研究，旨在为模具的高速切削加工提供一定的指导作用。高速切削过程的模拟仿真是高速切削技术的一个新的研究领域，在对模具钢的高速切削机理进行研究的基础上，通过有限元软件ABAQUS/Explicit建立了模具钢的高速切削有限元仿真模型，对切屑的形成过程进行了模拟，分析了切削过程中的应力、应变、温度的分布情况以及切削速度对切削力的影响规律，从仿真的角度对模具钢的高速铣削进行了深入的研究。表面粗糙度是衡量模具质量的一个重要指标，表面粗糙度的大小直接影响模具的耐磨性、耐腐蚀性、寿命等指标，而表面粗糙度又受到众多因素的影响，其中工艺参数对表面粗糙度的影响最为显著，通过选择适当的工艺参数从而减小模具的表面粗糙度是提高模具质量的一条有效途径。使用圆环面铣刀对模具钢S50C进行了高速铣削试验，通过单因素试验分析了主轴转速、进给速度、切削深度、切削行距、刀具倾角对表面粗糙度的影响规律;通过正交试验分析了各项参数对表面粗糙度影响的显著程度，获得了试验水平上的最优工艺参数。通过将试验结果与BP神经网络和遗传算法结合建立了表面粗糙度预测模型与参数优选模型，通过模型计算得出了S50C模具钢的最优工艺参数。为了更方便的进行加工前的预测，在MATLAB中设计了粗糙度预测软件，并将软件生成可独立执行文件以方便使用。

关键词：高速切削表面粗糙度仿真研究工艺参数神经网络遗传算法

圆环面铣刀高速铣削S50C模具钢的工艺参数研究

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兵工学报 2014年第7期35卷 1091-1096页

作者：王义强闫国琛袁修华谷岩杨林霖浙江大学宁波理工学院浙江宁波315100 浙江省零件轧制成形技术研究重点实验室浙江宁波315100

为了探究高速铣削过程中工艺参数对表面粗糙度的影响规律,采用多因素正交试验方法对常用模具钢S50C进行高速铣削试验,测量了使用圆环面铣刀铣削加工时不同主轴转速、进给速度、切削深度、切削行距、刀具倾角下加工工件的表面粗糙度,利... 详细信息

为了探究高速铣削过程中工艺参数对表面粗糙度的影响规律,采用多因素正交试验方法对常用模具钢S50C进行高速铣削试验,测量了使用圆环面铣刀铣削加工时不同主轴转速、进给速度、切削深度、切削行距、刀具倾角下加工工件的表面粗糙度,利用人工神经网络结合遗传算法建立了表面粗糙度预测与工艺参数优选模型,并且对模型的有效性进行了验证。结果表明,此方法可以用于切削加工前表面粗糙度的预测与工艺参数的优选,同时也为其他材料加工工艺参数的研究提供了方法。

关键词：机械制造工艺与设备高速铣削圆环面铣刀工艺参数人工神经网络遗传算法

基于混沌粒子群的微齿轮注塑精密成形翘曲变形分析

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精密成形工程 2022年第4期14卷 178-182页

作者：刘正平沈忠良闫国琛浙江工商职业技术学院浙江宁波315012

目的针对注塑加工生产的微齿轮运转一段时间后会出现严重变形的问题,对微齿轮注塑精密成形翘曲变形进行分析。方法基于混沌粒子群建立微齿轮注塑CAE模型,获取曲面全局最优解,在此基础上,计算微齿轮注塑精密成形翘曲收缩率,得到翘曲变形... 详细信息

目的针对注塑加工生产的微齿轮运转一段时间后会出现严重变形的问题,对微齿轮注塑精密成形翘曲变形进行分析。方法基于混沌粒子群建立微齿轮注塑CAE模型,获取曲面全局最优解,在此基础上,计算微齿轮注塑精密成形翘曲收缩率,得到翘曲变形量,同时优化微齿轮注塑精密成形工艺参数,分析微齿轮注塑精密成形翘曲变形情况。结果将仿真结果与实际试验结果进行对比,得出该分析方法的预测结果与实际翘曲变化趋势完全一致。结论微齿轮注塑中心位置的翘曲变形量最大,离中心位置越远,翘曲变形量越小。

关键词：微齿轮注塑精密成形翘曲变形

刀具形状及工艺参数对模具钢NAK80高速切削过程的影响

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兵器材料科学与工程 2015年第2期38卷 5-8页

作者：王义强闫国琛王晓军邱红钰浙江大学宁波理工学院浙江宁波315100 山西平阳重工机械有限责任公司山西侯马043003

通过建立等效二维高速切削有限元模型,对影响模具钢NAK80切削过程的因素进行研究。通过Johnson-Cook材料本构方程描述材料特性,切屑的分离采用基于断裂力学的几何—物理分离准则,用修正的库伦摩擦定律表征前刀面与工件的接触状态。对不... 详细信息

通过建立等效二维高速切削有限元模型,对影响模具钢NAK80切削过程的因素进行研究。通过Johnson-Cook材料本构方程描述材料特性,切屑的分离采用基于断裂力学的几何—物理分离准则,用修正的库伦摩擦定律表征前刀面与工件的接触状态。对不同刀具前角、切削速度、切削深度下的高速切削过程进行仿真,分析不同参数下切屑形态、切削力与切削温度的变化情况。结果表明,合理的选择刀具前角、切削速度与切削深度,可以优化切屑形态,降低切削力与切削温度,对切削过程的优化具有一定的指导意义。

关键词：高速切削有限元仿真切屑形态切削力切削温度

NX后处理技术在圆柱壳体零件加工中的逆向应用

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兵器材料科学与工程 2019年第1期42卷 102-104页

作者：闫国琛王义强王晓军程立章浙江工商职业技术学院浙江宁波315012 浙江大学宁波理工学院浙江宁波315100

为避免加工过程中刀具或角度头与壳体内壁发生碰撞干涉,提取壳体内壁上的特征曲线,修改后作为生成中间刀轨的封闭边界。通过创建中间后处理器,将中间刀轨转化为仅含有点坐标的文件,利用该文件构建曲线,并将曲线缠绕于壳体内壁,最后采用... 详细信息

为避免加工过程中刀具或角度头与壳体内壁发生碰撞干涉,提取壳体内壁上的特征曲线,修改后作为生成中间刀轨的封闭边界。通过创建中间后处理器,将中间刀轨转化为仅含有点坐标的文件,利用该文件构建曲线,并将曲线缠绕于壳体内壁,最后采用可变轮廓铣中的曲线/点驱动方法创建用于加工壳体内壁的刀轨。结果表明,此方法在加工壳体内壁时可以有效的减少抬刀,避免刀具或角度头与壳体内壁发生碰撞干涉。

关键词：后处理数控编程逆向应用曲线驱动

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虚拟仿真技术在多轴机床后处理定制中的应用

机床与液压 2020年第14期48卷 176-179,72页

作者：闫国琛王义强王怀奥王晓军浙江工商职业技术学院现代模具学院浙江宁波315012 浙江大学宁波理工学院机电与能源工程学院浙江宁波315100

对FIDIA五轴立式加工中心后处理的定制过程进行研究,并利用虚拟仿真技术对后处理的正确性进行验证。通过NX软件的后处理构造器定制了适用于FIDIA C1系统的后处理。为了验证后处理的正确性,在NX中建立简化的机床几何模型,将机床各部件以... 详细信息

对FIDIA五轴立式加工中心后处理的定制过程进行研究,并利用虚拟仿真技术对后处理的正确性进行验证。通过NX软件的后处理构造器定制了适用于FIDIA C1系统的后处理。为了验证后处理的正确性,在NX中建立简化的机床几何模型,将机床各部件以STL格式文件导出至VERICUT软件中,在VERICUT中进行相应的配置,完成虚拟仿真环境的构建;以鼠标模型作为加工对象,在NX加工模块中创建刀具轨迹,通过定制好的后处理将刀轨源文件转换为机床能够识别的NC代码,在虚拟仿真环境中进行模拟加工,验证无误后传输至机床进行零件的实际加工。结果表明:虚拟仿真技术可以有效避免由于后处理定制不当而导致的机床碰撞,确保机床安全、高效地运行。

关键词：虚拟仿真后处理多轴机床数控加工

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高速铣削工件表面粗糙度的预测

机械设计与制造 2014年第11期 131-133,137页

作者：王义强闫国琛王晓军邓猛浙江大学宁波理工学院机电与能源工程学院浙江宁波315100 浙江省零件轧制成形技术研究重点实验室浙江宁波315100

表面粗糙度是衡量工件表面质量的重要指标。采用正交试验方法,利用圆环面铣刀对模具钢NAK80进行了高速铣削试验,测量了不同工艺参数下的工件表面粗糙度。将试验结果与人工智能中的BP神经网络结合,建立了表面粗糙度预测模型,用于预测不... 详细信息

表面粗糙度是衡量工件表面质量的重要指标。采用正交试验方法,利用圆环面铣刀对模具钢NAK80进行了高速铣削试验,测量了不同工艺参数下的工件表面粗糙度。将试验结果与人工智能中的BP神经网络结合,建立了表面粗糙度预测模型,用于预测不同主轴转速、进给速度、切削深度、切削行距、刀具倾角时被加工工件的表面粗糙度,并通过MATLAB图形用户界面设计了表面粗糙度预测软件。结果表明,该预测模型及其封装后的软件可用于加工前工件表面粗糙度的预测。

关键词：高速铣削表面粗糙度预测圆环面铣刀人工神经网络

基于IMSpost下的叶轮加工五轴后处理研究与实践

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无线互联科技 2023年第20期20卷 117-121页

作者：熊运星闫国琛浙江工商职业技术学院浙江宁波315012

五轴加工工艺不断发展的背景下,机床的后处理定制将成为核心技术之一。文章以VMC-300小型五轴机床开展五轴后处理加工研究,并以开式叶轮进行了五轴加工的工艺分析。文章分析了工装设计、加工路线等。该机床下的工艺仿真及加工验证,解决... 详细信息

五轴加工工艺不断发展的背景下,机床的后处理定制将成为核心技术之一。文章以VMC-300小型五轴机床开展五轴后处理加工研究,并以开式叶轮进行了五轴加工的工艺分析。文章分析了工装设计、加工路线等。该机床下的工艺仿真及加工验证,解决无碰撞、过切、少切等问题。本研究提高了五轴数控加工的效率和质量,为同类产品的加工及工艺提供参考。

关键词：后处理叶轮过切

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童年的发现

青少年日记(小学版) 2012年第12期 6-6页

作者：闫国琛太原大学外语师范学院第二附属小学六(3)班

10月12日晴童年像一朵朵浪花,晶莹透亮,童年好似金色的沙滩上的一颗颗珍珠,光彩夺目。其中,最让我记忆犹新的是二年级时的一次发现。那是一次期末考试之后,我听说同学们说他们玩的一种枪,很好玩,心里想:"估计又是哪个动画片上的玩意儿吧... 详细信息

10月12日晴童年像一朵朵浪花,晶莹透亮,童年好似金色的沙滩上的一颗颗珍珠,光彩夺目。其中,最让我记忆犹新的是二年级时的一次发现。那是一次期末考试之后,我听说同学们说他们玩的一种枪,很好玩,心里想:"估计又是哪个动画片上的玩意儿吧,也就万变不离其宗,只会射子弹,有什么

关键词：塑料条