铣削过程仿真论文_岳彩旭,刘鑫,何耿煌,李凌祥

导读:本文包含了铣削过程仿真论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译,主要关键词:有限元,碳纤维,曲面,参数,过程,复合材料,模具。

铣削过程仿真论文文献综述

岳彩旭,刘鑫,何耿煌,李凌祥[1](2019)在《钛合金薄壁件铣削过程有限元仿真分析》一文中研究指出钛合金薄壁件铣削过程中,刀具角度对铣削过程中的工件变形、铣削力、铣削振动等影响显着。为减轻刀具磨损延长刀具寿命,通过ABAQUS软件建立钛合金Ti6Al4V薄壁件铣削过程仿真模型,以铣削力和铣削温度为评价指标,采用单因素和正交法分析了刀具前角、后角及螺旋角对铣削力和铣削温度的影响规律,并对铣削力仿真结果进行试验验证。仿真结果表明:前角增大,铣削力减小,铣削温度呈波动趋势变化;后角增大,铣削力减小,铣削温度先减小后增大;螺旋角增大,最大轴向力增大,最大切向力缓慢减小,最大径向力基本不变,铣削温度先减小后增大。通过正交试验和极差分析,明确不同因素对指标影响程度的主次顺序和因素的最优水平组合。(本文来源于《航空制造技术》期刊2019年13期)

王振宇,王伟,王霄[2](2018)在《基于DEFORM的CFRP铣削过程仿真和参数优化分析》一文中研究指出基于DEFORM对碳纤维复合材料(CFRP)的加工方法进行研究。建立了CFRP的本构模型和3D铣削有限元模型;探究了切削速度、进给量、铣削宽度和铣削深度对3个方向铣削力的影响。选用正交试验设计方法来进行试验,选用响应面法来建立近似模型,基于AMGA遗传算法对CFRP铣削参数进行多目标优化。同时,将优化结果进行建模计算,发现切削力降低,验证了参数优化方法有效性。(本文来源于《工具技术》期刊2018年08期)

岳彩旭,王彦武,高海宁,马晶[3](2018)在《凸曲面拼接模具铣削过程叁维有限元仿真研究》一文中研究指出覆盖件模具具有形状复杂、材料硬度高和多硬度拼接等特点,在加工过程中易出现刀具载荷不稳定、温度过高和易发生剧烈磨损等问题,从而降低模具的表面质量和刀具的使用寿命。为揭示铣削机理,建立了凸曲面拼接模具铣削过程叁维有限元仿真模型,采用叁维有限元仿真的方法来对凸曲面拼接模具铣削过程进行研究。首先通过准静态试验、霍普金森压杆试验拟合出材料的本构参数,以此保证仿真结果的准确性;然后建立凸曲面拼接模具铣削过程叁维热力耦合仿真模型;最后通过仿真结果研究了凸曲面拼接模具铣削过程力和温度的变化特性。研究结果为航空航天产品的模具铣削技术及刀具结构设计提供理论支持。(本文来源于《航空制造技术》期刊2018年16期)

张海幸[4](2018)在《考虑尺度效应的Inconel718微铣削过程仿真及切削参数优化》一文中研究指出微铣削技术作为一种新型的微细加工技术,可以在毫米量级甚至更小的零件上高效率、高精度地加工出叁维复杂结构,因此可以满足微小零部件的加工要求。相比较传统铣削加工技术,微铣削加工过程中因切削尺度缩减呈现出的尺度效应现象无法用传统切削理论来描述。此外,微铣刀直径小(通常为50μm~1mm)、刚度低,切削时受冲击载荷及振动的影响比较大,破损是刀具失效的主要形式。选择合适的切削参数对于避免刀具破损,延长微铣刀寿命有着重要意义。针对上述特点,本文对考虑尺度效应的微铣削过程有限元仿真和考虑刀具破损、表面粗糙度为约束的切削参数优化两方面开展研究:针对微铣削加工过程中因切削尺度缩减呈现出的尺度效应现象,利用有限元仿真方法进行微铣削加工过程研究。首先,基于应变梯度塑性理论修正材料,Johnson-Cook(JC)本构方程来描述材料强化行为,考虑刀具刃圆半径及其对前角的影响计算材料的应变梯度;然后,基于修正的JC本构方程进行微铣削过程仿真二次开发,并组织微铣削Inconel718实验,通过实验测得单位切削力与基于JC本构方程仿真输出结果和基于修正的JC本构方程仿真输出结果对比,对本文提出的考虑尺度效应的微铣削过程有限元仿真模型的准确性进行验证。最后,应用该仿真模型,探讨了不同切削厚度对切削力大小和切屑形成机理的影响。结果证明基于修正JC本构方程的微铣削加工过程仿真切削力和切屑成形与实验结果更符合。为了实现在满足表面粗糙度和刀具安全的前提下的微铣削加工材料去除率最大化,本文进行了一系列研究。基于微铣削力模型,求取沿螺旋刃分布载荷引起的微铣刀弯曲应力;通过实验测量计算获得硬质合金微铣刀破损时能承受的极限应力;把通过微铣削力模型推导得到的刀具弯曲应力和微铣刀破损极限应力做对比,实现微铣刀早期破损的预测。建立直槽底面的表面粗糙度预测模型:该模型以微铣刀的运动轨迹为基础,考虑振动、工件表面成形、弹性回复和刀具几何形状,获得刀具的实际运动轨迹,再结合材料的弹性回复量,获得材料的最终轮廓表面,建立微铣削加工表面粗糙度的解析模型。最后以材料去除率(MRR)最大为优化目标,表面粗糙度和刀具不破损为约束,利用遗传算法,进行切削参数优化研究,研究结果可为预防刀具早期破损,提高微铣削效率和切削参数选择提供参考。(本文来源于《大连理工大学》期刊2018-04-01)

郝胜宇[5](2018)在《凸曲面拼接模具铣削过程有限元仿真研究》一文中研究指出汽车制造业飞速发展使得汽车普及到大众人群中,同时人们对汽车外观的要求也越来越高。汽车制造企业每年都会推出大量以美化外观为目的的新车型,在应对基础装备模具复杂表面凸曲面、凹曲面、多硬度拼接、沟槽、拐角时保证表面质量面临更大挑战。凸曲面多硬度拼接面是汽车覆盖件典型型面,在加工过程中由于材料硬度高、多硬度拼接等表面特征导致在拼接过缝处刀具载荷极不稳定刀具极易磨损,过缝处铣削力的突变对已加工表面质量造成影响。随着计算机技术的发展,利用有限元软件来模拟切削加工成为了一种重要的辅助方法。首先,针对球头铣刀铣削凸曲面建立刀具位姿系统,阐述了刀-工接触关系和切削层参数的特点,以及凸曲面曲率和前倾角对铣削过程中铣削力的影响机理,分析结果为凸曲面多硬度拼接铣削过程中铣削力的分析提供理论基础。使用仿真手段初步模拟了前倾角和曲率对铣削过程铣削力的影响。然后,本文基于大型有限元仿真软件ABAQUS/CAE 6.14,通过准静态试验、霍普金森压杆试验拟合出的本构参数输入软件,结合有限元仿真关键技术建立了凸曲面多硬度拼接铣削过程叁维有限元模型。在刀具复杂轨迹设置中,提出以幅值曲线来定义叁维自由曲线轨迹。球头铣刀切削刃的网格局部细化、合适的迭代分析算法都是保证铣削过程模拟计算收敛的充分条件。对模型后处理,得到了凸曲面拼接模具铣削过程的应力场分布,并对上坡下坡拼接过缝处切削热的温度叁维场进行分析。最后,在不同铣削参数下对凸曲面不同硬度拼接过缝处的铣削力突变影响进行仿真模拟。最后,在立式四轴加工中心上开展铣削实验,并用瑞士KISTLER(奇石乐)旋转测力仪来测量铣削力。铣削实验进行了不同参数下拼接过缝处铣削力突变值的测量,并对一个走刀路径下叁个方向铣削力突变值进行分析。将仿真值与实验值进行对比,分析误差产生的原因。研究结果为凸曲面多硬度拼接铣削过程仿真模型建立提供基础,并为后续铣削参数的优化及刀具结构设计提供理论支持。(本文来源于《哈尔滨理工大学》期刊2018-03-01)

吴雪峰,苑忠亮[6](2017)在《氮化硅陶瓷加热辅助铣削过程中边缘碎裂实验与仿真》一文中研究指出边缘碎裂现象是陶瓷加工过程中常见的一种现象,是影响加工质量的主要因素之一。激光加热辅助切削技术通过提高切削区温度,改善局部材料的性能,可以降低切削力,减轻铣削加工过程中的边缘碎裂。采用理论与实验分析及仿真模拟的手段研究了激光加热辅助铣削氮化硅陶瓷过程中的边缘碎裂现象,出口边缘碎裂由于刀具离开工件时缺乏支撑,是主要的碎裂形式。仿真模拟扩展采用扩展有限元方法,模拟了材料出口边缘裂纹形成、扩展及碎裂的过程。理论分析、试验结果与仿真结果表明切削区温度是影响边缘碎裂的主要因素。当切削区温度超过氮化硅陶瓷的软化温度后,工件的加载应力与边缘韧性都随温度升高而发生变化,导致边缘碎裂随温度升高而降低。(本文来源于《哈尔滨理工大学学报》期刊2017年05期)

王伟[7](2017)在《基于Deform的CFRP铣削过程仿真、参数优化及试验研究》一文中研究指出碳纤维复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastics,简称CFRP)相较于传统的钢铁来说密度小、加上CFRP的比模量、比强度高、耐腐蚀性好、抗疲劳能力突出、减振效果以及可设计性优于传统材料,在国防领域、航空航天领域、交通、医疗、军事等领域的应用前景广阔。但是,由于CFRP加工知识的缺乏,导致市面上的CFRP制品的品种少、质量也不高,因此,采用新的手段来研究CFRP的加工方法,丰富CFRP的相关加工知识是当前切削加工的一个研究热点,对于能否成功在科研、生产中大范围应用CFRP具有战略意义。本文以CFRP为研究的对象,以CFRP相关切削机理和有限元分析理论为基础,采用工艺仿真软件Deform创建CFRP的3D铣削模型,采用单因素法模拟了CFRP的铣削情况,分析了铣削力、表面应力、铣削温度、CFRP的表面加工质量以及刀具的磨损情况;采用Isight软件对CFRP进行基于多目标的参数优化分析;最后对CFRP进行与模拟方案以及优化方案一致的铣削试验,与模拟进行对比,证明了模拟和优化的可靠性,说明了采用数值模拟方法来研究CFRP的铣削加工是完全可行的。本文的主要研究内容和成果如下:1.探讨了CFRP的材料特性、切削机理和加工缺陷,研究了影响切削力的因素,研究了CFRP有限元分析的建模理论以及有限元建模的关键技术。为具体采用有限元分析软件求解CFRP的铣削情况奠定了理论基础。2.通过工艺系统仿真软件Deform建立了CFRP材料本构模型以及3D铣削有限元模型,模拟了碳纤维复合材料的叁维动态铣削过程;采用单因素法分别改变主轴转速n、进给量f、背吃刀量pa、径向切深ea、刀具材料,分析了各因素对CFRP铣削过程中X、Y、Z叁个方向的铣削力、铣削温度、工件表面应力、刀具磨损、工件表面的加工质量的影响,得到结论:当采用PCD刀具时、在高的主轴转速、较低进给量、较高的背吃刀量以及较大的径向切深时,得到的铣削力、铣削温度以及工件的表面应力较低,并且刀具的磨损较轻,工件的表面加工质量良好同时加工效率有一定的提高。3.采用多目标优化软件Isight进行参数优化,以主轴转速n、进给量f、背吃刀量pa、径向切深ea为初始设计变量,采用正交试验设计法进行试验设计并采集足够的样本点,之后采用响应面法建立近似模型并对响应面模型进行交互式影响分析,分析设计变量对响应模型的主效应,最后对响应面模型进行精度检测以及误差分析,显示检测合格。用AMGA存档微遗传算法对设计变量进行多目标优化分析,找到最优解,优化后,铣削力yF、zF和铣削温度T有所下降,实现了优化的目的。4.在数控加工中心上进行铣削试验,试验的方案与模拟方案和优化方案相同。通过VHX-1000C型超景深显微镜对CFRP试样进行表面形貌的观察,将铣削试验的观测结果与模拟结果进行对比分析。结果显示,铣削试验的观测结果同有限元模拟结果的吻合度较高。采用优化方案进行铣削试验,观察表面形貌,将铣削试验的观测结果与有限元模拟的结果进行对比分析。结果显示,采用优化方案进行CFRP铣削试验得到的表面质量有一定的提高。最终得到结论,CFRP铣削有限元模型具有较高的可信度,并且参数优化的结果可行,说明通过有限元模拟的方法进行CFRP铣削模拟是完全可行的,对生产实践具有一定的参考意义。(本文来源于《江苏大学》期刊2017-04-01)

姬常杰[8](2017)在《复杂曲面数控铣削过程仿真与集成优化研究》一文中研究指出随着科学技术的进步和经济水平的提高,复杂曲面零件在模具、工具、能源、交通、航空航天和海航等领域中的应用越来越广泛。目前,常见的复杂曲面类零件有雕塑曲面零件、直纹面零件、蒙皮零件以及组合曲面零件等,此类零件形状复杂、曲率变化大、空间扭曲程度高且含薄壁结构,加工难度很大,多轴数控铣削工艺方法及其加工装备成为解决复杂曲面零件加工的有效手段。其中,复杂曲面多轴数控铣削涉及到的关键技术包括复杂曲面造型、多轴铣削工艺、刀轴姿态控制、多轴数控加工刀轨计算、后置处理技术、数控加工过程仿真和铣削工艺参数优化等方面。然而,目前针对复杂曲面零件多轴数控铣削质量的研究仍缺乏面向多工艺参数、多优化目标的过程集成优化方法和手段,尚未构建能够支持CAD-CAM-CNC数据链模型的过程仿真与集成优化平台。本文以水轮机叶片为研究对象,针对其变曲率、大扭曲的型面特征及其多轴数控铣削质量难预测问题,提出了基于多轴铣削加工过程仿真与集成优化的铣削质量分析方法。首先,分析了复杂曲面多轴铣削过程中的主要工艺参数、切削行为、性能质量及其影响关系,建立了水轮机叶片的数字化模型,给出了其数控铣削工艺规划方案,在此基础上完成了刀位轨迹计算,并建立了叶片多轴铣削仿真模型;然后,搭建了叶片多轴数控铣削过程仿真集成框架,并基于OPTIMUS平台开发了多轴铣削过程系统集成接口,建立了复杂曲面多轴铣削集成数据链模型;最后,以水轮机叶片的表面铣削质量和切削力水平为优化目标,将切削速度、进给量和切削深度叁个工艺参数作为输入文件完成了 455组集成仿真数据,给出了铣削过程仿真集成数据的试验设计,构建了铣削工艺参数与铣削优化目标之间的响应面模型,并得到了在论文仿真工况下叶片多轴铣削的最优工艺参数。本论文研究成果揭示了复杂曲面多轴铣削过程中工艺参数的变化规律,量化分析了不同加工工艺参数对复杂曲面铣削质量的影响,实现了加工过程中工艺信息的及时反馈和调整,缩短了仿真时间,提高了变曲率、大扭曲自由曲面铣削质量分析的准确性,对提高复杂曲面零件数控铣削质量具有十分重要的理论意义和生产应用价值。(本文来源于《昆明理工大学》期刊2017-04-01)

王新宇[9](2016)在《某高强度钢铣削过程仿真与试验研究》一文中研究指出高强度炮钢以其优良的力学性能和耐高温耐腐蚀的特性在武器制造及民用领域得到了广泛应用,由于高强度炮钢具有较高的力学性能,属于典型的难加工材料。在金属加工领域对于难加工材料属于重点研究对象,因此深入研究高强度炮钢切削过程及其仿真就具有重要的意义。本文先从理论上研究了高强度炮钢的切削机理,并从金属加工角度研究了其切屑形成机理及切削方程,为后文的实验研究打下了坚实的理论基础。然后采用实验研究与有限元仿真相结合的方式研究了高强度炮钢的铣削力。建立了基于实际加工的叁维铣削几何模型,并将切削加工中产生的切削温度纳入到研究内容中。实验中利用叁向测力仪研究了切削叁要素、刀具磨损、切削温度对高强度炮钢铣削力的影响,并通过正交试验得到数据经过数学手段拟合出高强度炮钢铣削力经验公式。通过有限元分析软件建立了铣削高强度钢的几何模型,并研究了高强度钢的材料摩擦模型,确定了切屑分离准则及热交换模型。还研究了切削温度对于切削力的影响。最后本文还研究了切削力及切削叁要素对于表面质量的影响,分析了表面侧糙度及加工硬化现象的影响因素。研究结果表明,在刀具承受范围内较高的压力,刀尖圆弧半径与表面质量关系密切:表面粗糙度与工艺参数关系较为紧密;通过仿真分析影响铣削力的各因素用来指导实际生产。(本文来源于《西安工业大学》期刊2016-05-10)

王冬[10](2016)在《曲线齿锥齿轮加工刀具铣削过程仿真及刀片改进研究》一文中研究指出锥齿轮传动是传递相交轴和交错轴之间旋转运动最有效而且实用的传动方式,已普遍应用于飞机、铁路、船运以及矿山机械等领域。特别是曲线齿锥齿轮,因为其具有优于普通齿轮的特性,被广泛使用在许多重要场合。目前曲线齿锥齿轮的加工主要是在专用铣齿机床上完成的。由于铣齿过程复杂,铣刀刀齿经常发生磨损、崩刃、断裂等失效情况,致使其使用寿命较短,同时影响了加工精度,加工成本也相应的增加了不少。因此,对曲线齿锥齿轮的加工来讲,解决铣削刀具出现的问题具有十分重要的意义。为了解决以上问题,本文基于新型切齿方法—产形线切齿法,对刀具铣削锥齿轮毛坯的加工过程进行仿真,并从实际生产中存在的问题出发,分析影响刀具加工性能的原因,根据分析结果完成对现有刀具的优化改进。由于刀具在实际铣削过程中的受力情况比较复杂,本文在原有工件、刀具的结构上进行相应简化,然后导入铣削加工仿真软件进行仿真。选择不同的铣削宽度,分析铣削加工过程中刀具的铣削力和铣削温度变化情况,并对工件铣削区域的应力、应变进行分析,详细描述了刀具铣削区域主要参数的状态;通过改变刀具铣齿过程的仿真参数,分析了不同铣削用量对刀具主铣削力的影响,并由铣削力经验公式求得主铣削力的理论计算结果,与仿真结果进行对比,验证了本文仿真的准确性。之后对刀具上的刀片结构进行了有限元分析,根据仿真结果及结构分析得到的数据,确定了刀片改进设计方法,最终根据新旧刀具铣削区域的应力、应变情况以及磨损量对比验证改进结果。本文采用的分析方法、过程及结论对以后此类刀具的发展具有一定的借鉴和指导意义。(本文来源于《沈阳工业大学》期刊2016-03-02)

铣削过程仿真论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

基于DEFORM对碳纤维复合材料(CFRP)的加工方法进行研究。建立了CFRP的本构模型和3D铣削有限元模型;探究了切削速度、进给量、铣削宽度和铣削深度对3个方向铣削力的影响。选用正交试验设计方法来进行试验,选用响应面法来建立近似模型,基于AMGA遗传算法对CFRP铣削参数进行多目标优化。同时,将优化结果进行建模计算,发现切削力降低,验证了参数优化方法有效性。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

铣削过程仿真论文参考文献

[1].岳彩旭,刘鑫,何耿煌,李凌祥.钛合金薄壁件铣削过程有限元仿真分析[J].航空制造技术.2019

[2].王振宇,王伟,王霄.基于DEFORM的CFRP铣削过程仿真和参数优化分析[J].工具技术.2018

[3].岳彩旭,王彦武,高海宁,马晶.凸曲面拼接模具铣削过程叁维有限元仿真研究[J].航空制造技术.2018

[4].张海幸.考虑尺度效应的Inconel718微铣削过程仿真及切削参数优化[D].大连理工大学.2018

[5].郝胜宇.凸曲面拼接模具铣削过程有限元仿真研究[D].哈尔滨理工大学.2018

[6].吴雪峰,苑忠亮.氮化硅陶瓷加热辅助铣削过程中边缘碎裂实验与仿真[J].哈尔滨理工大学学报.2017

[7].王伟.基于Deform的CFRP铣削过程仿真、参数优化及试验研究[D].江苏大学.2017

[8].姬常杰.复杂曲面数控铣削过程仿真与集成优化研究[D].昆明理工大学.2017

[9].王新宇.某高强度钢铣削过程仿真与试验研究[D].西安工业大学.2016

[10].王冬.曲线齿锥齿轮加工刀具铣削过程仿真及刀片改进研究[D].沈阳工业大学.2016

论文知识图

一2粗加工铣削过程仿真()a一次粗...铣刀铣削过程仿真(线框模式)仿...一4精加工铣削过程仿真(a)精加工...一3半精加工铣削过程仿真半精加工...铣削过程仿真模型

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