铣削表面残余应力产生及分析

为了减少残余应力对铣削加工零件质量的影响,避免因零件失效导致农业机械或大型器械故障,对退火H13热作模具钢做铣削后,利用盲孔法对已加工表面进行残余应力测量,对测量结果采用田口法进行优化,最终得到最优铣削加工参数,减小切削加工产生的表面残余应力,提高加工零件表面质量。     

薄壁件切削参数模型理论仿真与实验研究

针对薄壁件难加工的特性,从薄壁件加工模型理论分析入手,首先建立不同切削参数的计算模型,并利用有限元软件ABAQUS对模型进行仿真模拟,同时结合薄壁件切削性能探究实验,对实验结果进行分析,与仿真结果进行对比,从铣削力、温度、残余应力、粗糙度等数据,分析切削参数对薄壁件加工性能的影响,结果表明:单一增加进给量时,会使得切削力、温度、残余应力、表面粗糙度增加;单一增加切削深度和切削宽度,虽然能够有效的增加材料去除率,但是,会使得切削力、温度、残余应力、表面粗糙度增加。     

基于ANSYS/LS-DYNA的金属切削过程有限元模拟

利用ANSYS/LS-DYNA进行了金属切削过程的模拟研究,模拟了切屑的形成过程,得到了变形区应力和应变分布,并研究了残余应力和切削力的变化。模拟结果表明,在第1变形区和第2变形区,应力、应变较大,且较集中,前刀面的最大应变出现在距刀尖一定距离的地方;在切削过程中,切削力逐渐增大,最后保持在某一个值附近波动,达到稳定状态;在加工表面上存在着残余应力和残余应变,且残余应力和残余应变随着与刀尖和已加工表面之间距离的增大而减小。     

6061铝合金铣削加工表面粗糙度研究

铣削加工是铝合金材料常用的加工手段,通过正交试验方法,以6061-T651铝合金材料为试验对象,研究了对该铝合金材料进行铣削加工时,切削深度、切削速度及每齿进给量3个因素对表面粗糙度的影响规律,并通过多元非线性回归分析得出铝合金铣削加工表面粗糙度的经验公式。实验分析结果表明:其表面粗糙度随着每齿进给量和铣削深度的增大而增大,随切削速度的增大而减小。     

轴类切削件时效处理后变形量数学建模的研究

对简单几何形体——轴类切削件残余应力产生的原因进行了分析，建立了轴类零件表面残余应力经过时效处理后的尺寸变形量数学模型；并由算例计算出表面残余应力实际引起的变形量，指出该值在机器误差中的影响不容忽视。对于轴类件，由残余应力引起的变形量同残余应力的分布函数状况有关，而同零件尺寸无关。     

刀-屑摩擦对残余应力分布影响的模拟分析

刀-屑之间的摩擦对金属切削成形表面的残余应力有显著的影响。金属切削过程的有限元模拟,摩擦建模是关键问题之一。传统的研究方法一般采用平均摩擦因数,与实际情况不符,使模拟失真。本文提出多项式摩擦模型,对刀-屑接触表面进行较为真实的模拟,并把结果与平均摩擦因数法作了比较,同时分析了不同摩擦模型对残余应力的影响。     

智能制造生产中立铣刀产生纹路的原因及解决方法

立铣刀是数控机床上用得最多的一种铣刀,立铣刀的圆柱表面和端面上都有切削刃,它们可同时进行切削,也可单独进行切削。主要用于平面铣削、凹槽铣削、台阶面铣削和仿形铣削。立铣刀在切削过程中容易产生纹路,俗称刀纹,从而影响零件的表面质量,针对智能制造生产中立铣刀产生纹路的主要原因进行深度剖析,并提出具体的解决方法。     

7075铝合金超声振动铣削仿真研究

为了探究超声振动铣削7075铝合金过程中振幅、频率以及主轴转速对切削力和切削温度的影响规律,利用Advant Edge软件进行仿真分析,通过田口法和单因素控制法对铣削过程进行了探究。结果表明:增大振幅和频率,降低主轴转速有利于减小切削力;随着振幅的增加,切削力先减小后增大,切削温度逐渐增大;随着频率的增加,切削力逐渐减小,切削温度逐渐升高;随着主轴转速的增加,切削力先增大后减小再增大,切削温度呈上升趋势。     

激光冲击强化316不锈钢的滚动接触疲劳性能

对316不锈钢进行激光冲击处理,研究LSP后试样表面的力学性能,包括显微硬度、表面粗糙度和残余应力,同时进行滚动接触疲劳试验,比较了LSP前后试样接触疲劳的S-N曲线.结果表明:LSP能显著提高表面显微硬度,当激光单脉冲能量为6 J时,显微硬度增大20%;激光冲击影响层深度随着激光能量的增大而增大,激光能量为6 J时影响层深度约为0.9 mm;随着激光能量的增大,表面粗糙度呈上升趋势,从0.41μm增大到1.91μm; LSP在316不锈钢表面产生高达280 MPa的残余压应力幅值.滚动接触疲劳试验表明:LSP能有效改善316不锈钢的接触疲劳性能,未冲击的试样在接触应力为848 MPa和708 MPa时,疲劳寿命约为4.72×10⁴次和1.08×10⁵次,激光冲击后,在相同应力条件下试样的疲劳寿命分别提高了2.1%和15.0%.     

考虑刀具偏摆的微铣削瞬时切削厚度模型对比

为采用更准确的刀尖运动轨迹方法来模拟微铣削加工过程,以减小圆弧线描述微铣刀刀尖运动的轨迹误差,采用次摆线描述刀尖的运动轨迹,并且综合考虑刀具偏摆对加工过程的影响,建立1种改进的瞬时切削厚度理论计算模型,重点研究了刀具旋转过程中刀具偏摆和每齿进给量对瞬时切削厚度的影响,同时与多种不同的切削厚度模型进行了对比,仿真分析结果表明:考虑刀具偏摆的瞬时切削厚度模型与真实轨迹得到的瞬时切削厚度非常接近,验证了文中改进模型的准确性.另外,瞬时切削厚度随刀具偏摆的增大而增大,进给量越大,影响越显著.     

用Pro/ENGINEER的轮廓铣削进行凸轮加工

Pro/ENGINEER系统是一套集成化的CAD/CAE/CAM系统,它采用统一数据库管理技术及参数化特征描述方法,该系统铣削加工中的轮廓铣削可用于加工凸轮类零件。一、轮廓铣削概述轮廓铣削(ProfileMilling)主要用于精加工,不做水平表面的加工,所选择的加工表面必须能够形成连续的刀具路径,采用等高线的方式沿着几何曲面分层切削。对ProfileMilling影响较大的参数有步长深度、切削轮廓的次数和层间厚度。二、轮廓铣削实例在本例中介绍垂直轮廓铣削的方法、参数设置和从AutoCAD中调入草绘截面图形的方法。1.设计参考模型在AutoCAD软件中按尺…     

超声振动时效的机理及实验研究

随着小型精密零件的广泛应用,消除小型零件的残余应力成为一个重要研究课题。本文提出了采用超声振动对小型零件时效处理。讨论了超声振动时效技术消除残余应力的机理。提出在时效过程中激振应力与工件残余应力之和大于材料疲劳极限时,即可对残余应力有消除作用。建立了圆截面杆件的残余应力计算模型。试验研究了激振应力和激振时间对消除构件残余应力效果的影响。结果表明,最佳激振时间为10min~15min,工件内残余应力消除率随着振幅的增大而增加。     

选区激光熔融Inconel 718的微铣削加工参数优化

选区激光熔融(SLM)Inconel 718成形件广泛应用于航空航天、汽车轨交和石油化工等领域,但成形件表面精度较差,需通过切削提升表面精度。以表面粗糙度为优化目标,开展了以主轴转速、切削深度、每齿进给量为变量的三因素四水平微铣削正交实验,通过极差分析研究了主轴转速、切削深度及每齿进给量对表面粗糙度影响的显著性。结果表明,在n=15 000 r/min、a_p=60μm、f=1μm/z的加工参数下,SLM成形件的表面粗糙度值最低。优化后的参数组合为SLM Inconel 718的微铣削加工提供了参考。     

微细铣削表面粗糙度预测与试验

分别采用正交试验回归分析法和基于正交旋转组合设计的二次响应曲面法(RSM)建立了微细铣削表面粗糙度预测模型,并在微小型车铣中心上对硬铝合金进行了试验研究,分析了铣削参数对表面粗糙度的影响.分别对两种预测模型进行了显著性检验并进行对比分析后发现:二阶响应曲面法的预测精度明显优于正交回归分析法.根据二次响应曲面法的试验结果,对回归方程中的回归系数进行了显著性检验,得出了铣削参数影响表面粗糙度的线性效应、二次效应和交互效应的显著性并进行了排序.试验结果表明:在试验采用的工艺参数范围内,对微细铣削表面粗糙度影响重要程度依次是铣削速度、每齿进给量、切削深度.     

激光冲击钛合金表面退火后的残余应力分布

选用钛合金Ti-6Al-4V进行激光冲击成形实验，发现其表面产生很大的残余拉应力和残余压应力。对不同后处理工艺条件下表面的残余应力进行了研究，结果发现：钛合金成形凹面具有良好的力学性能稳定性，其表面残余压应力不会随着退火温度的提高而降低；而其成形凸面的残余拉应力随着退火温度的提高逐渐消退，在371℃退火后，钛合金凸面上82．67％的残余拉应力消除，剩余残余拉应力仅为20．6MPa。经过高温退火后的钛合金具有良好的抗疲劳性能，可以满足飞机结构件的使用要求。     

钛合金高速铣削力的有限元分析

将钛合金Ti6Al4V高速铣削加工过程简化为二维切削有限元模型,运用ABAQUS分析得到了加工参数及刀具几何参数对铣削力的影响。由结果得出:刀具转速与进给量从600rpm,10mm/s变化到2400rpm,40mm/s时对最大切向力与最大切深抗力的影响较为显著;刀具前角在5~15°范围内的增大有利于铣削力的降低。     

薄壁件切削加工有限元模拟仿真

薄壁件加工过程由切削产生的温度和残余应力测量较难,故建立750-T7451铝合金薄壁件三维模型,采用有限元软件ABAQUS对模型进行热—力耦合模拟、分析。对加工后应力的分布进行模拟,并通过S Mises准则和轴向应力对加工后的应力情况进行分析,从加工表面的深度对应力和温度进行分析。     

基于回归预测的铝块表面质量研究

通过实验测量的方法研究数控加工过程的铝块表面质量.首先提出表面粗糙度评价指标Ra,其次基于铣削参数设计了四因素三水平的正交铣削实验,利用tr200表面粗糙度测量仪对加工后的铝块表面进行表面粗糙度测量,最后使用SPSS软件对表面粗糙度以及切削参数进行多元非线性回归拟合,得出铝块表面粗糙度预测模型.     

Al2O3陶瓷激光铣削数值模拟与试验

基于ANSYS有限元分析软件建立A12O3陶瓷激光铣削模型,利用APDL语言对激光铣削过程中的温度场动态分布进行模拟,分析激光功率和扫描速度对铣削宽度和铣削深度的影响,并进行激光铣削试验.结果表明:数值模拟所得的铣削宽度和深度与试验结果一致性较好,所建立的有限元模型可以较为准确地预测A12O3陶瓷激光铣削效果.激光铣削宽度和深度随激光功率的增大而增大,随扫描速度的增大而减小,且较扫描速度而言,激光功率对铣削效果的影响更为显著.     

凸轮轴表面强化处理后的残余应力对比分析

用X射线应力测量仪分别测定了凸轮轴经滚压、喷丸和滚压加喷丸3种表面强化后的表面残余应力场分布,同时测定了凸轮轴在500℃退火处理后的残余应力松弛情况。试验结果表明,3种工艺处理后的残余应力均为压应力,滚压后凸轮轴的表面残压应力均较其余两者大,滚压应为凸轮轴最佳表面强化工艺;滚压加喷丸处理显著降低了滚压工件表面残余压应力,减弱了滚压工艺的效果。