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有限元仿真技术在金属切削加工中的应用进展

机械制造 2023年第8期61卷 65-68,92页

作者：程格乔龙阳王文杰刘文豪阳江职业技术学院机电系广东阳江529566

得益于计算机和有限元技术的迅速发展,有限元仿真技术已经成为研究切削加工工艺及机理的重要手段。介绍了金属切削加工有限元仿真模型,从高速切削、刀具表面微织构、微切削,以及切削参数与刀具几何优化等方面论述了有限元仿真技术在金... 详细信息

得益于计算机和有限元技术的迅速发展,有限元仿真技术已经成为研究切削加工工艺及机理的重要手段。介绍了金属切削加工有限元仿真模型,从高速切削、刀具表面微织构、微切削,以及切削参数与刀具几何优化等方面论述了有限元仿真技术在金属切削加工中的应用进展,并展望了未来的发展方向。

关键词：有限元仿真金属切削加工应用

基于金属复合材料的机械加工设备与切削参数设置

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中国金属通报 2022年第1期 124-126页

作者：张立荣唐山工业职业技术学院

随着工业生产科技的发展,近年来工业领域在材料的生产加工方面已经大规模的应用了数控加工设备,新设备、新技术的引入极大的提升了工厂的生产加工效率,降低了加工成本。当然,新型的数控机械设备的引入也提高了操作难度,尤其在设备切削... 详细信息

随着工业生产科技的发展,近年来工业领域在材料的生产加工方面已经大规模的应用了数控加工设备,新设备、新技术的引入极大的提升了工厂的生产加工效率,降低了加工成本。当然,新型的数控机械设备的引入也提高了操作难度,尤其在设备切削参数方面,需要编程技术人员更加合理的应用数控程序,才能进一步提升加工的质量。很多工厂为了保证切削加工的质量,也在大面积的推进切削数据库的开发,但是随着当前金属材料生产加工要求的提高,很多开设的切削数据库由于缺少进化机制,导致原有的切削参数老化,无法为当前的切削加工作业提供有效指导。基于此,文章以铣削加工为研究对象,针对生产加工时如何对切削参数进行优化设置,在不断优化数据程序的基础上保证切削作业的质量。

关键词：金属复合材料机械加工切削参数

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轨道车辆切削式吸能过程仿真

中南大学学报（自然科学版） 2010年第6期41卷 2444-2450页

作者：常宁刘国伟中南大学交通运输工程学院轨道交通安全教育部重点实验室湖南长沙410075

利用金属切削过程吸收能量的原理,在金属切削研究和轨道车辆吸能研究的交叉领域内,提出一种利用切屑生成过程进行吸能并用于轨道车辆被动安全的新型切削式吸能装置。根据非线性动态模拟理论,利用显式有限元软件ANSYS/LS-DYNA对该切削式... 详细信息

利用金属切削过程吸收能量的原理,在金属切削研究和轨道车辆吸能研究的交叉领域内,提出一种利用切屑生成过程进行吸能并用于轨道车辆被动安全的新型切削式吸能装置。根据非线性动态模拟理论,利用显式有限元软件ANSYS/LS-DYNA对该切削式吸能装置的吸能过程进行三维仿真,得到该装置在撞击过程中能量吸收和切削力的时程曲线。研究结果表明:与现有吸能装置相比,切削式吸能装置可以在更短的时间内吸收撞击能量,而且吸能能力更强;切削式吸能装置具有更强的降低撞击力峰值的能力,而且撞击力到达第1个峰值的时间也有所延迟。

关键词：轨道车辆切削吸能装置显式有限元

齿轮加工中的切削工艺优化及其对加工质量的影响研究

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中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 2023年第8期 0013-0016页

作者：陈敏金芬赵梦天麦格纳(动力)总成有限公司江西南昌330000

齿轮滚齿工艺是应用最广泛的齿轮加工工艺之一,该工艺的出现和逐步成熟为齿轮加工以及高效自动化生产提供了技术条件。随着机械产品向高速、重载、高精度发展,对齿轮的精度要求也更加严格。为适应这一要求,对齿轮加工工艺的优化已显得... 详细信息

齿轮滚齿工艺是应用最广泛的齿轮加工工艺之一,该工艺的出现和逐步成熟为齿轮加工以及高效自动化生产提供了技术条件。随着机械产品向高速、重载、高精度发展,对齿轮的精度要求也更加严格。为适应这一要求,对齿轮加工工艺的优化已显得越来越迫切。本文从刀具材料,加工程序优化,滚齿加工原理、过程能力分析,四个方面对工艺优化作一初步探讨,建立了一种滚齿工艺参数在机优化模型。以提升加工质量为优化目标。

关键词：切削齿轮加工参数优化

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纯铁的高速变形行为及切削特性

纯铁的高速变形行为及切削特性

作者：冯利民齐鲁工业大学

学位级别：硕士

纯铁作为一种具有高塑性、低硬度和超导磁性的金属材料,广泛应用于军事装备、航空航天、电力电子等工业领域。在高速加工、动态冲孔和冲压成形的纯铁零件制造过程中,变形速度对工件材料的塑性变形过程和断裂行为有很大影响。本文主要通... 详细信息

纯铁作为一种具有高塑性、低硬度和超导磁性的金属材料,广泛应用于军事装备、航空航天、电力电子等工业领域。在高速加工、动态冲孔和冲压成形的纯铁零件制造过程中,变形速度对工件材料的塑性变形过程和断裂行为有很大影响。本文主要通过改变应变率对纯铁的塑性变形过程和断裂行为进行了探究,并根据其不同应变率下塑性变形行为开发了其加工工艺,为纯铁的高效、高质量加工提供工艺借鉴。主要研究内容和结论如下:首先,在室温下,采用改进的SHPB技术,对纯铁试件进行冲击速度为16-64m/s的双切口剪切实验,并通过高速摄影机和金相显微镜对试件剪切变形区的动态变形行为分别进行了信息采集和观察。根据获得的剪切变形区的动态剪切变形视频图像和金相显微形貌,分析剪切变形区的动态变形过程,探究真实剪切带的宽度变化、剪切变形区的名义应变(应变率)和真实应变(应变率)之间的关系、以及剪切变形区断裂应变的分布。研究表明,双切口剪切试件在动态冲击载荷下经历了均匀变形、局部剪切、裂纹萌生和宏观断裂等四个阶段。在局部剪切变形阶段形成的局部剪切带,造成了真实剪切带宽度的降低,以及真实应变(应变率)与名义应变(应变率)之间形成差异。试件的断裂应变由均匀变形阶段和局部剪切变形阶段的应变组成。其次,在室温下,通过MST万能试验机和改进的SHPB技术,对纯铁试件进行大应变率范围内(3.3×10-2.5×10 s)的双切口剪切实验,采用金相显微镜和SEM分别对剪切变形区的变形及断裂行为进行分析和观察,探究纯铁在不同应变率下的变形及断裂模式,通过剪切变形区的金相显微形貌计算大应变率范围内的断裂应变,得到其塑脆性转变点。结果表明,纯铁在大应变率范围内,存在三种不同的变形和断裂模式:等温变形(断裂)、绝热变形(断裂)和声速变形(断裂)。当应变率达到1.74×10 s时,材料发生脆化,随着应变率的继续提高,断裂应变迅速降低。最后,根据不同变形速度下纯铁的变形特点,提出基于纯铁热软化的切削工艺,通过改变PCBN刀具的刃口形式获得不同变形状态,对纯铁进行切削实验,并进行纯铁的高速切削实验,探究切削速度对切屑形态的影响,验证纯铁材料的塑脆转变现象。通过对切屑形态、刀具磨损、已加工表面粗糙度、已加工表面形貌和表层显微硬度的分析,获得合理的刀具刃口类型。从而在保证刀具寿命的前提下,提高纯铁切削加工精度和加工质量。研究表明,刀具负倒棱角度为30°,宽度分别为0.05mm和0.2mm,与角度为10°,宽度为0.1mm的三种PCBN刀具比较适合应用于纯铁的切削加工。在9000m/min的切削速度下,纯铁切屑发生了层裂现象,形成了典型的脆性沿晶和穿晶断裂形貌。

关键词：纯铁应变率切削变形表面完整性

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718镍合金切削过程微结构变化有限元仿真

机械科学与技术 2016年第10期35卷 1597-1602页

作者：王保卫孙军龙鲁东大学交通学院山东烟台264025

为对718镍合金切削过程加工表面晶粒细化和微硬度变化较为准确的仿真预测,首先将仿真与实验对比,选取一组最佳的本构模型参数,其次通过有限元校准法对仿真过程的相应物理参数进行优化,使得仿真的相关参数达到最优,并通过对Deform-2D进... 详细信息

为对718镍合金切削过程加工表面晶粒细化和微硬度变化较为准确的仿真预测,首先将仿真与实验对比,选取一组最佳的本构模型参数,其次通过有限元校准法对仿真过程的相应物理参数进行优化,使得仿真的相关参数达到最优,并通过对Deform-2D进行二次开发,运用Zener-Hollomon方程对718镍合金正交切削过程中动态再结晶过程仿真,运用Hall-Petch方程对加工表面和次表面微硬度变化仿真,最终得到了718镍合金正交切削过程加工表面晶粒尺寸和微硬度的变化,为718镍合金表面加工质量的评估提供了较为可靠的依据。

关键词： 718镍合金微观结构微观硬度有限元切削

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钛合金薄壁高筒零件的切削加工工艺

机械制造 2022年第9期60卷 82-84页

作者：黄承志邹朝江贵州航宇科技发展股份有限公司贵州贵阳550081

针对TA1钛合金薄壁高筒零件加工后易产生变形超差,生产效率较低的问题,研究TA1钛合金材料的物理性能、力学性能,分析工艺难点,设计合理的加工工艺路线和切削参数,进而提出钛合金薄壁高筒零件切削加工工艺。采用所提出的切削加工工艺,可... 详细信息

针对TA1钛合金薄壁高筒零件加工后易产生变形超差,生产效率较低的问题,研究TA1钛合金材料的物理性能、力学性能,分析工艺难点,设计合理的加工工艺路线和切削参数,进而提出钛合金薄壁高筒零件切削加工工艺。采用所提出的切削加工工艺,可以有效控制钛合金薄壁高筒零件的加工变形,提高加工效率。

关键词：钛合金薄壁高筒零件切削

切削铝合金汽车零件的“软”涂层刀具的试验与研究

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轻合金加工技术 2014年第7期42卷 46-49页

作者：汪洋浙江经济职业技术学院汽车技术学院浙江杭州310018

MoS2固体润滑材料具有低摩擦因数特性,将它喷涂于硬质合金刀头表面,获得"软"涂层刀具,用这种刀具切削铝合金过程中能减少切屑粘刀,减轻摩擦,降低切削力和切削温度。通过对带涂层刀具与不带涂层的普通刀具在加工铝合金汽车零件的过程中,... 详细信息

MoS2固体润滑材料具有低摩擦因数特性,将它喷涂于硬质合金刀头表面,获得"软"涂层刀具,用这种刀具切削铝合金过程中能减少切屑粘刀,减轻摩擦,降低切削力和切削温度。通过对带涂层刀具与不带涂层的普通刀具在加工铝合金汽车零件的过程中,对刃口磨损形态、工件加工质量、刀具使用寿命等试验数据分析,以验证MoS2"软"涂层刀具开发的可行性。

关键词： “软”涂层刀具铝合金切削 MoS2

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车铣加工切削机理分析

机械制造 2022年第2期60卷 43-45页

作者：李慎旺卜匀刘纯祥王伟唐山学院河北省智能装备数字化设计及过程仿真重点实验室河北唐山063000

车铣加工通过将车刀更换为铣刀,增加铣刀转动自由度,基于工件转动和铣刀转动的合成运动,完成对工件的加工。车铣加工具有断屑更容易、切削温度低、切削力小等优点,即使工件低速旋转,也能实现高速切削。对车铣加工的切削机理进行了分析,... 详细信息

车铣加工通过将车刀更换为铣刀,增加铣刀转动自由度,基于工件转动和铣刀转动的合成运动,完成对工件的加工。车铣加工具有断屑更容易、切削温度低、切削力小等优点,即使工件低速旋转,也能实现高速切削。对车铣加工的切削机理进行了分析,具体包括刀具磨损机理、切屑形成机理、工件表面质量、难加工材料切削等。

关键词：车铣切削机理分析