基于不同前角的航空铝合金切削过程分析

为合理选用刀具前角,研究前角变化对航空铝合金7050-T7451切削过程的影响.对前角影响进行理论分析,并借助有限元软件ABAQUS/Explict建立热力耦合的平面应变正交切削模型,采用Johnson-Cook材料本构关系及失效准则模拟不同刀具前角时切屑的形成过程,对比分析了前角变化对切屑形态、切削力和切削温度的影响.仿真结果表明,大前角的刀具有利于改善切削过程,但为避免产生带状切屑,合理的前角范围应为8°～l6°.通过对两种方法的分析结果对比,验证了有限元模型的准确性,对实际加工具有一定的指导意义.     

单向碳纤维复合材料直角自由切削力的研究

以单向碳纤维复合材料(UCFRP)直角自由切削为研究对象,给出了纤维方向角0°~90°范围内的水平和垂直两方向切削力的理论计算方法。基于切削实验观察,发现在小切削厚度下,刀具刃口半径的作用应当考虑到切削力的计算中去。将切削区分为3个变形区分别计算切削力,总的切削力即为此3个变形区切削力之代数和。计算方法中考虑了刀具前角、刀具刃口半径、切削厚度、材料力学性能等多方面实际因素,发现纤维方向角、刀具前角、切削厚度等因素均对切削力的变化有较明显的影响。经计算值与实验数据对比,发现两者间有较好的一致性。     

锥、柱形组合刀具等螺旋角切削刃是怎样制造的

锥、柱形等螺旋角切削刃组合刀具是一种较为理想的优质高效刀具。在铣、铰刀具上均有应用。特点是刀具每一个部位的切削刃的螺旋角相等,故其前角保持不变,对稳定切削性能起重要作用。但是,由于等螺旋角的加工比较困难,所以其发展缓慢。在航空工业中,适宜采用锥、柱形刀具加工的零件较多,如能方便地加工制造等螺旋角切削刃刀具,将有一定的意义。我厂过去采用等导程的锥形螺旋铰刀,由于前角随直径而变化,使零件加工质量不稳定,成为生产中的关键。采用等螺旋角切削刃锥形刀具后,改善了     

航空碳纤维复合材料构件无缺陷制孔方法的研究

电镀金刚石钻头切削原理和普通的钻头不同,电镀金刚石钻头钻孔的本质为"以磨代钻",制孔时每一个磨粒的运动轨迹是螺旋线。刀具端面上的磨粒为主切削部分,这些磨粒大多数是负前角,一个具有很大负前角的切削刃以很高的速度切入复合材料表面,磨粒切削刃和纤维之间产生摩擦、挤压作用,并且克服碳纤维和基体的弹性变形的阻力形成切屑。     

用丝锥攻钛合金螺纹时的切削力和精度

本文列出了攻钛合金螺纹时,丝锥几何参数影响切削扭矩和螺帽螺纹中径的研究结果。用丝锥攻钛合金螺纹时,对扭矩和螺帽螺纹中径影响最大的是:螺纹型面侧后角,切削锥角和切削锥后角。本文还确定了丝锥的最佳几何参数。     

螺旋槽数控立铣刀圆周刃前角的测量及计算方法

前角是影响刀具切削性能的最主要因素,尤其是螺旋槽数控立铣刀的圆周刃前角将直接影响到其切削性能.应用先进的测量技术与计算机技术,对螺旋槽数控立铣刀圆周刃前角测量方法及其实际作用角度计算方法进行研究,实现了精确的螺旋槽数控立铣刀圆周刃前角测量及其实际作用角度计算,为提高螺旋槽数控立铣刀的质量及其切削加工效率提供了重要的方法和工具.     

正交切削刀具应力的有限元分析

应用有限元方法计算了正交切削刀具的应力.对正剪切和负剪切的应力分布进行了比较,分析了负剪切易引起刀具破损的原因;对刀具前角分别为 0°、10°、15°时的等效应力进行了对比,分析了刀具前角变化对刀具强度的影响.     

机夹大刃倾角端铣刀

刀具结构如图所示。主要特点: 1.刃倾角λ=20°,切削中刀刃或前刀面首先接触工件,刀尖不易损坏,并有利于规则排屑。 2.主偏角ψ=70°,径向切削分力小,使切削平稳,适合强力切削。削刃及过渡刃研磨有0,2×(-5°)倒棱,增强刃口强度,不易崩刃。 4.由于采用大刃倾角及大前角,切屑变形较小,降低了切削力及切削温度,减少功率     

中凹盘铣刀数控端铣弧齿锥齿轮

为了解决当前数控加工中通用刀具加工弧齿锥齿轮存在的加工效率低、易切削颤振等问题,提出了中凹盘铣刀数控端铣弧齿锥齿轮的方法.基于对弧齿锥齿轮齿面几何结构的研究,通过选择大直径、刀底内凹的盘形铣刀,主动改变刀具姿态角的设置顺序,并分离了前倾角和侧倾角的功能,可以实现弧齿锥齿轮的齿底无干涉和大切削带宽加工.先以切触点位置确定侧倾角避免过切齿槽底面,再以平底刀加工自由曲面的思想分别确定两侧齿面的前倾角,保证大的切削带宽和高加工效率.结果表明:以一个弧齿锥齿轮大轮为例,中凹盘铣刀端铣轮两侧齿面分别以7次、6次切削完成加工,最大加工误差分别为0.039 4mm和0.041 8mm.采用该方法加工弧齿锥齿轮,具有刀具耐用度高,切削带宽大,走刀次数少和加工精度高等优点.     

Inconel 718车削过程中刀具涂层材料和几何参数对切削力的影响研究

基于Deform 2D仿真软件建立了Inconel 718高温合金车削的有限元模型,对车削过程进行了仿真分析,获得了刀具涂层材料和刀具几何参数对切削力的影响规律。研究结果表明:Inconel 718车削过程中,采用涂层刀具时切削力无明显降低;切削力随前角增大而降低,随后角增大变化不大,随刀尖圆弧半径增大而升高,其中前角和刀尖圆弧半径影响较为显著;根据Inconel 718的切削加工性,建议Inconel 718精车时刀具几何参数的取值范围为:前角6°~8°,后角12°~14°,刀尖圆弧半径0.2~0.4mm。     

CFRP铣削有限元模型建立及切削力仿真分析

为探索碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)铣削加工过程中切削力与工艺参数之间的映射关系,建立CFRP铣削加工有限元仿真模型并对切削力进行分析。基于ABAQUS软件通过定义材料属性、材料失效模型、纤维铺层数和纤维方向建立了CFRP铣削加工二维有限元仿真模型,并对该模型进行了实验验证。基于该模型,分析了切削力与纤维方向角、铣削速度、每齿进给量和刀具前角等工艺参数之间的映射关系。仿真结果表明:纤维方向角从0°增大到90°,切削力呈现降低趋势,而纤维方向角从90°增大到180°,切削力呈现增大趋势。随着切削速度和每齿进给量的增大,切削力随之增大,而随着刀具前角增大,切削力随之减小。     

盘形铣刀加工等基圆锥齿轮的原理及齿面求解

为了实现等基圆锥齿轮的高速、高效加工,基于等基圆锥齿轮理论,分析了盘形铣刀加工等基圆锥齿轮的可行性,建立了盘形铣刀数学模型、盘形铣刀加工坐标系,分析并确立了各坐标系间的转换关系.通过刀具曲面与齿面在共轭接触点处啮合方程的建立及求解,得到了盘形铣刀加工的等基圆齿面表达式.对盘形铣刀加工理论下的等基圆锥齿轮齿面与理论等基圆齿面进行了分析比较,进行了盘形铣刀的仿真加工.结果表明:通过盘形铣刀截形、盘形铣刀加工运动中的回转角度、倾斜角度及倾斜中心点的合理设计,盘形铣刀加工而成的实际齿面与理论齿面的接近程度达到工程要求,使用盘形铣刀可以加工等基圆锥齿轮.      

CBN滚切车刀研制及其加工质量研究

研制了安装９．５～２３ Ｃ Ｂ Ｎ 刀片的滚切车刀。刀片用弹性卡头装卡,刀杆具有可调前角和刃倾角,并具有滑动轴承和滚动轴承 ２ 种刀轴。切削实验表明,加工质量主要受表面波纹度影响,采用适当的切削速度、进给量、刀具几何参数,减小刀片直径和刀轴轴承间隙均可降低波纹度。     

复杂通道类零件五坐标加工全局干涉处理方法

 针对复杂通道类零件五坐标端铣加工中全局干涉问题,提出一种基于临界约束与临界位置精细化的干涉处理方法。通过分析刀杆碰撞干涉特点,以切触点处垂直于走刀方向平面与被加工曲面交线为基础,计算刀具的初始临界位置。在零件坐标系下,建立自动编程刀具轮廓函数,基于初始临界位置,选定与刀具临近点集。在刀具坐标系下,采用距离监视的方法计算点集到临界刀轴的距离,判断干涉点集,计算与之对应的刀具旋转角度集,选取最大的旋转角,从而确定出无干涉刀轴矢量。算例结果表明,该方法能够快速确定干涉检测范围,准确生成无干涉刀位轨迹。     

Elliptical model for surface topography prediction in five-axis flank milling

In five-axis flank milling operations, the intersecting surfaces of different cutting edges create roughness on the milled surfaces that cannot be ignored in situations with strict requirements, especially in aeronautical manufacturing. To focus on motion problems in milling operations, this paper presents a new model that utilizes elliptical paths as cutting edge trajectories on 3D surface topography machined by peripheral milling. First, the cutter parallel axis offset and location angle are considered, which change the location of the ellipse center and intersection point of the cutting edges. Then, through the proposed model, the predicted surface topography is obtained, and the factors that affect the development tendency of roughness are analyzed. Next, the effects of the cutter location position (CLP) geometric parameters, cutter parallel axis offset and curvature on the roughness are evaluated by a numerical simulation. Finally, machining tests are carried out to validate the model predictions, and the results show that the surface topography predictions correspond well with the experimental results.     

PCD刀具车削不同颗粒含量SiCp/Al复合材料试验研究

碳化硅铝基复合材料具有优良的导热性、较高的比强度和比刚度,在航空航天领域具有广泛的应用前景。由于此复合材料中含有增强相,导致材料的切削加工性能变差。通过试验分析了不同颗粒体积分数(纳米级5%、微米级25%)SiCp/Al复合材料和切削参数(切削速度、背吃刀量、进给量)对刀具磨损和工件表面质量的影响,并对刀具磨损机理进行了研究。试验结果表明,车削微米级25%SiCp/Al材料时聚晶金刚石PCD(Polycrystalline Diamond)刀具磨损更严重,且工件表面质量更差。随着进给量和背吃刀量的增大,工件表面粗糙度值增大,刀片前刀面磨损严重;随着切削速度的增大,工件表面粗糙度值减小,刀片前刀面磨损量增大。选取本文切削参数进行SiCp/Al复合材料的切削加工时,发现刀具磨粒磨损、微崩刃是PCD刀具后刀面磨损的主要成因,且刀具前刀面也会产生积屑瘤。研究结果可为SiCp/Al复合材料PCD车削工艺的优化提供理论基础。