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基于切削实验的有限元仿真中失效位移参数的预测
1
作者 谢俊凡 熊良山 罗龙君 《工具技术》 北大核心 2025年第11期135-139,共5页
在进行金属切削过程有限元仿真时,失效位移参数的取值大小对仿真结果如直角切削条件下的主切削力的仿真值会产生极大影响。为了提高切削力的仿真精度,提出一种合理预测不同切削工况下有限元仿真模型中失效位移取值的方法。该方法基于在A... 在进行金属切削过程有限元仿真时,失效位移参数的取值大小对仿真结果如直角切削条件下的主切削力的仿真值会产生极大影响。为了提高切削力的仿真精度,提出一种合理预测不同切削工况下有限元仿真模型中失效位移取值的方法。该方法基于在ABAQUS软件中利用Python所建立的切削有限元仿真参数化模型,结合少量主切削力实验数据,利用函数拟合的方式建立失效位移随单一切削工况参数变化的关系,并通过逐级代入新的切削工况条件来预测失效位移。研究结果表明,该方法能较为准确地预测不同前角和切削用量下有限元仿真模型中的失效位移。利用该方法获取的仿真主切削力与实际测量值的相对误差在6%以内,与基于不同切削工况下失效位移取值不变的仿真结果相比,主切削力的计算精度得到显著提高。 展开更多
关键词 有限元仿真 切削实验 失效位移 主切削力
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石英预制棒深孔加工测力夹具设计及实验研究
2
作者 孙晓欢 王丰 +1 位作者 池广伟 宫虎 《光学精密工程》 北大核心 2025年第11期1761-1770,共10页
在熊猫保偏光纤生产中,石英预制棒的深孔加工质量至关重要,但其硬脆特性导致加工时刀具易过度磨损,工件易断裂。考虑到预制棒安装结构的特殊性以及切削力与刀具磨损状态之间的密切关系,设计并实现了一种石英预制棒深孔加工力在线测量系... 在熊猫保偏光纤生产中,石英预制棒的深孔加工质量至关重要,但其硬脆特性导致加工时刀具易过度磨损,工件易断裂。考虑到预制棒安装结构的特殊性以及切削力与刀具磨损状态之间的密切关系,设计并实现了一种石英预制棒深孔加工力在线测量系统。该系统利用钻孔过程中以轴向力为主导的特点,提出了基于双导轨设计屏蔽倾覆力矩和其他方向力的方法,利用单向压电测力传感器实现了低成本实时的切削力测量。为了验证系统的有效性,进行了多组实验,使用不同磨损状态的刀具进行石英预制棒深孔加工,并分析了切削力随刀具磨损状态加剧而呈现的变化趋势。实验结果表明,在使用直径为12.8 mm的刀具对熊猫保偏光纤预制棒进行加工过程中,当切削力在150 N附近时,纤芯容易发生断裂。 展开更多
关键词 深孔加工 石英预制棒 切削力 在线测量
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薄窄环形零件切削加工残余应力分析及控制
3
作者 姚鑫磊 汤丹 +1 位作者 金永芹 朱海东 《金属加工(冷加工)》 2025年第9期23-26,31,共5页
基于一种典型的薄窄环形零件模型,通过对影响其表面残余应力的各个因素进行分析,揭示零件切削加工过程的应力状态,给出控制残余应力的方法,以便更好地控制此类零件的加工质量。
关键词 薄窄环形零件 残余应力 变形 控制方法
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安装盖零件数控加工技术研究
4
作者 欧阳永乐 《机械管理开发》 2025年第1期271-272,276,共3页
安装盖零件在数控加工过程中,由于工件装夹问题而影响着加工精度和效率,基于此,通过对安装盖零件的进行分析,制定合理的加工工艺,根据加工零件装夹问题有针对性的采取措施,设计能满足零件装夹及加工的工装夹具。通过实际加工表明,设计... 安装盖零件在数控加工过程中,由于工件装夹问题而影响着加工精度和效率,基于此,通过对安装盖零件的进行分析,制定合理的加工工艺,根据加工零件装夹问题有针对性的采取措施,设计能满足零件装夹及加工的工装夹具。通过实际加工表明,设计的工装夹具不仅能提高工件的装夹速度,同时还提高加工的效率,保证零件的加工质量。 展开更多
关键词 工装夹具 加工工艺 加工效率 加工质量
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硬质合金刀具技术的发展现状及未来趋势
5
作者 刘爽爽 吴锋炜 刘向向 《内燃机与配件》 2025年第4期135-137,共3页
本文探讨了2024年全球硬质合金刀具技术的发展现状及未来趋势。随着制造业、建筑业和航空航天等行业对高性能、耐磨切削刀具需求的不断增加,全球硬质合金刀具市场预计将从2024年的115.4亿美元增长至2032年的184.1亿美元,年均增长率在6.0... 本文探讨了2024年全球硬质合金刀具技术的发展现状及未来趋势。随着制造业、建筑业和航空航天等行业对高性能、耐磨切削刀具需求的不断增加,全球硬质合金刀具市场预计将从2024年的115.4亿美元增长至2032年的184.1亿美元,年均增长率在6.0%至7.1%之间。技术进步方面,先进涂层技术、智能制造和混合材料刀具的应用显著提升了刀具的性能与使用寿命。同时,硬质合金刀具在汽车、航空航天及建筑等行业的应用也在快速扩展,满足了对轻量化和高精度加工的需求。未来发展趋势主要集中在智能化制造、可持续性和环保方面,包括智能刀具的研发、生态友好材料的使用以及废物回收与再利用的实施。此外,新兴行业如电动汽车和可再生能源的崛起,将进一步推动对高性能硬质合金刀具的需求。综上所述,硬质合金刀具技术正朝着更高效、更环保和智能化的方向发展,为制造业带来新的机遇与挑战。 展开更多
关键词 硬质合金刀具 发展现状 未来趋势 材料
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硬质合金刀具铣削45号钢的铣削力试验研究
6
作者 刘爽爽 刘向向 吴锋炜 《内燃机与配件》 2025年第5期52-54,共3页
本研究对硬质合金刀具铣削45号钢时的切削力进行试验分析。45号钢在机械制造领域应用广泛,其高硬度使铣削加工易出现刀具磨损严重、切削力不均和精度控制难等问题。通过对切削速度、每齿进给量、切削深度这三个单因素的正交试验,研究刀... 本研究对硬质合金刀具铣削45号钢时的切削力进行试验分析。45号钢在机械制造领域应用广泛,其高硬度使铣削加工易出现刀具磨损严重、切削力不均和精度控制难等问题。通过对切削速度、每齿进给量、切削深度这三个单因素的正交试验,研究刀具在空间轴向铣削力变化。结果表明,切削深度对铣削力影响最大,每齿进给量次之,切削速度影响较小。适当增加进给量可降低单位铣削力,提高材料去除率。建议铣削45号钢时,切削速度设为200 m/min,每齿进给量0.10 mm/r,切削深度1.5 mm,可提升效率、减小切削力、减少刀具磨损,为工艺优化提供理论和实践指导。 展开更多
关键词 硬质合金刀具 45号钢 铣削力 试验研究
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刀具几何参数对GFRP复合材料切削力的影响仿真研究 被引量：4
7
作者 张议囡 于晓琳 +3 位作者 黄树涛 许立福 张玉璞 刘成炜 《工具技术》 北大核心 2024年第7期119-124,共6页
玻璃纤维增强复合材料(GFRP)两相材料属性相差迴异,加工难度大。利用有限元仿真软件对玻璃纤维增强复合材料进行了研究,分析了刀具几何参数与切削力之间的关系。结果表明:当刀具前角由3°增大到12°时,切削力下降,但当前角由12&... 玻璃纤维增强复合材料(GFRP)两相材料属性相差迴异,加工难度大。利用有限元仿真软件对玻璃纤维增强复合材料进行了研究,分析了刀具几何参数与切削力之间的关系。结果表明:当刀具前角由3°增大到12°时,切削力下降,但当前角由12°增大到15°时,切削合力和主切削力有微小上升趋势;当刀具后角从2°增加至12°时,切削力呈现下降趋势,从12°增加至22°时,切削力呈现增大趋势;当刃口半径由0.05mm增加至0.4mm时,切削力减小,刃口半径从0.4mm增加到1.2mm时,切削力增加。仿真得到的最合适刀具几何参数分别为前角12°、后角12°和刃口半径0.4mm。 展开更多
关键词 玻璃纤维增强复合材料 刀具几何参数 切削力
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碳纤维复合材料的切削力仿真研究 被引量：1
8
作者 宋睿 施华 赵柯润 《机械工程与自动化》 2024年第3期53-55,共3页
短切碳纤维增强聚酰亚胺是一种航空新型高性能的材料,但是由于其材料的特性,加工较于传统的金属更为困难。基于ABAQUS软件的有限元仿真功能,考察工艺参数对短切碳纤维增强聚酰亚胺复合材料切削变形阶段切削力的影响,仿真结果表明:当切... 短切碳纤维增强聚酰亚胺是一种航空新型高性能的材料,但是由于其材料的特性,加工较于传统的金属更为困难。基于ABAQUS软件的有限元仿真功能,考察工艺参数对短切碳纤维增强聚酰亚胺复合材料切削变形阶段切削力的影响,仿真结果表明:当切削速度从10 m/min增加到60 m/min时,切削力有增大的趋势;切削深度从3μm增加到18μm时,切削力有较小的增大趋势。并且由仿真结果分析了切屑的形成过程。 展开更多
关键词 短切碳纤维 聚酰亚胺 工艺参数 切削力
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车削加工随机切削力建模与预测研究
9
作者 刘涛 张亚利 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第9期85-91,共7页
针对车削材料的非均匀性和多模态加工系统等实际加工条件,提出了一种预测随机切削力的模型。将确定性模型中的常数切削系数转化为平稳的高斯过程,采用随机模型对刀具振动和未切削切屑厚度进行了建模。通过实验估计了随机切削系数,并在... 针对车削材料的非均匀性和多模态加工系统等实际加工条件,提出了一种预测随机切削力的模型。将确定性模型中的常数切削系数转化为平稳的高斯过程,采用随机模型对刀具振动和未切削切屑厚度进行了建模。通过实验估计了随机切削系数,并在任意时间尺度下利用随机微分方程进行有效模拟。结合随机模型与多模态动力学方程,对随机切削力进行了数值预测。为此建立了三模态加工系统,并对不同金属合金的工件进行了测试。结果表明估计的随机切削系数对切削参数不敏感,预测结果与实验结果在时域和统计域上具有较好的吻合性。在切削力无法在线测量的情况下,该模型可为刀具状态监测提供参考。 展开更多
关键词 随机切削力 平稳高斯过程 切削系数 车削加工
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考虑刀具尺寸效应和刀具跳动的球头铣刀五轴微细铣削力预测 被引量：1
10
作者 杨晨曦 闫正虎 +2 位作者 王卫 余成林 朱霄 《工具技术》 北大核心 2024年第1期58-65,共8页
五轴微细铣削技术广泛应用于微小型零件的精密加工过程。铣削力作为加工过程中最重要的参数之一,直接影响零件的加工精度、刀具磨损和加工过程中的振动等。在球头铣刀五轴微细铣削过程中,刀—工接触几何CWE(Cutter Workpiece Engagement... 五轴微细铣削技术广泛应用于微小型零件的精密加工过程。铣削力作为加工过程中最重要的参数之一,直接影响零件的加工精度、刀具磨损和加工过程中的振动等。在球头铣刀五轴微细铣削过程中,刀—工接触几何CWE(Cutter Workpiece Engagement)及未变形切屑厚度瞬态变化,使其求解过程变得复杂和困难。综合考虑不同前倾、侧倾角度下的刀—工接触几何,推导出考虑最小切屑厚度、刀具跳动和工件材料弹性恢复的未变形切屑厚度数学表达式,建立了五轴微细铣削力的预测模型,获得铣削力的仿真结果。进行五轴微细铣削实验获得实测铣削力,并与预测铣削力进行比较,结果表明,铣削力预测值与实测值误差均在20%以内,验证了铣削力预测模型的有效性。 展开更多
关键词 球头铣刀 刀—工接触几何 五轴铣削 微细铣削力
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教学中基于PowerMILL加工路径的优化及应用 被引量：2
11
作者 杨建荣 胡伟锋 龙勇坤 《机械管理开发》 2024年第2期163-165,共3页
数控加工过程中,在机床、刀具、工件材质等加工条件固定的情况下,可通过调整加工工艺来提高加工效率或解决加工过程存在的问题。主要结合在教学过程利用PowerMILL编程软件的优化功能对加工路径进行优化,解决加工过程刀具严重磨损、断刀... 数控加工过程中,在机床、刀具、工件材质等加工条件固定的情况下,可通过调整加工工艺来提高加工效率或解决加工过程存在的问题。主要结合在教学过程利用PowerMILL编程软件的优化功能对加工路径进行优化,解决加工过程刀具严重磨损、断刀等现象,最大可能地提高加工效率。 展开更多
关键词 加工效率 POWERMILL 加工路径
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高强钢高效车削切削参数对切削力影响研究 被引量：5
12
作者 苏平 黄树涛 +3 位作者 石海城 庄重 许立福 张玉璞 《制造技术与机床》 北大核心 2024年第3期44-50,共7页
D6AC高强度钢强度高、韧性好,是一种在众多领域应用广泛的难加工材料。文章从实现D6AC高强钢粗加工高效切削的角度,采用正交试验方法,研究其高效车削加工时切削用量三要素对切削力影响的显著性,根据试验结果利用极差分析和灰色关联分析... D6AC高强度钢强度高、韧性好,是一种在众多领域应用广泛的难加工材料。文章从实现D6AC高强钢粗加工高效切削的角度,采用正交试验方法,研究其高效车削加工时切削用量三要素对切削力影响的显著性,根据试验结果利用极差分析和灰色关联分析获得了各个切削用量对切削力影响的显著性顺序,建立了各个切削分力及切削合力的经验公式并进行了检验,结果表明切削力经验公式具有良好的准确性。 展开更多
关键词 D6AC高强钢 高效车削 切削力 灰色关联分析 经验公式
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基于响应曲面法的难加工材料切削力系数预测与分析
13
作者 范双才 孙朝阳 胡祖江 《农业装备与车辆工程》 2024年第1期114-119,共6页
针对飞机起落架用300M材料的切削加工,提出一种基于响应曲面法的难加工材料切削力系数预测方法,对预测结果进行了显著性分析,并探索了切削参数对切削力系数和切削力的影响规律。基于响应曲面法,将切削力系数表示为关于切削参数的二次多... 针对飞机起落架用300M材料的切削加工,提出一种基于响应曲面法的难加工材料切削力系数预测方法,对预测结果进行了显著性分析,并探索了切削参数对切削力系数和切削力的影响规律。基于响应曲面法,将切削力系数表示为关于切削参数的二次多项式形式;利用平均切削力系数辨识模型得到不同切削参数组合300M正交实验的切削力系数常量,运用多元回归分析得到二次多项式函数中的系数,并进行方差分析和显著性检验;对切削力系数和切削力建立关于切削参数的响应曲面图进行分析。结果表明,300M切削力系数回归函数具有较高的预测精度,可用来预测特定切削参数下的切削力系数,切宽和每齿进给量主要对切削力系数K_(tc)和K_(rc)有较大影响,切深主要对切削力系数K_(ac)有较大影响。 展开更多
关键词 响应曲面 切削力系数 切削力 难加工材料
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GH536高温合金钻削力试验研究
14
作者 刘东 陈赫 高利 《工具技术》 北大核心 2024年第5期37-41,共5页
对GH536高温合金进行钻削试验,设计单因素试验研究钻头直径d、主轴转速n和进给量f在钻削过程中对钻削力和扭矩的影响趋势。试验结果表明:钻削力和扭矩与钻头直径和进给量成正相关,与主轴转速成负相关。通过三水平三因素正交试验进一步... 对GH536高温合金进行钻削试验,设计单因素试验研究钻头直径d、主轴转速n和进给量f在钻削过程中对钻削力和扭矩的影响趋势。试验结果表明:钻削力和扭矩与钻头直径和进给量成正相关,与主轴转速成负相关。通过三水平三因素正交试验进一步分析各个钻削参数对钻削力和扭矩的影响程度,利用极差分析法得出对钻削力和扭矩影响程度最大因素的是钻头直径,其次是主轴转速,最后是进给量。将正交试验数据代入指数形式的钻削力和扭矩的经验公式中,得到修正后的经验公式中的参数值,从而得到新的GH536高温合金钻削力经验公式。通过比较试验数值和公式计算数值发现,钻削力和扭矩的平均误差均在10%左右,因此建立的钻削力经验公式对实际钻削GH536高温合金具有参考意义。 展开更多
关键词 GH536高温合金 钻削力 扭矩 单因素试验 正交试验
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响应曲面法预测铣削力模型及影响因素的分析 被引量：33
15
作者 袁人炜 陈明 +1 位作者 曲征洪 严隽琪 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第7期1040-1044,共5页
通过统计学中的响应曲面法建立了螺旋铣削过程中切削力的二阶模型 ,并分析了主轴转速、每齿进给量、轴向和径向切削深度等因素对切削力的影响 .将主轴回转一个周期时的切削力波形分成几个区间 ,建立不同切削条件下切削力区间端点的切削... 通过统计学中的响应曲面法建立了螺旋铣削过程中切削力的二阶模型 ,并分析了主轴转速、每齿进给量、轴向和径向切削深度等因素对切削力的影响 .将主轴回转一个周期时的切削力波形分成几个区间 ,建立不同切削条件下切削力区间端点的切削力模型 ,预测一定切削参数范围内任意切削条件下的切削力区间端点值 ,将各端点的连线用傅里叶级数表示 ,可得到周期性的切削力波形 .该模型的置信度为 95% ,预测结果和实验测得的数据十分吻合 。 展开更多
关键词 响应曲面法 铣削力 中心复合设计 螺旋铣削 主轴转速 切削深度 影响因素
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奇异性信号检测时小波基的选择 被引量：31
16
作者 赵学智 林颖 +2 位作者 陈文戈 陈统坚 叶邦彦 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第10期75-80,共6页
奇异性信号往往带有一些重要信息，小波是奇异性检测的一种有力工具．本文研究了几种常用小波对不同奇异性信号的检测效果，通过对比分析，对不同的奇异性信号，推荐出了优先选用的小波基，并实际应用于刀具磨损时切削力信号的分析．
关键词 奇异性检测 小波变换 切削力信号 金属加工
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高速铣削中切削力的研究 被引量：77
17
作者 刘战强 万熠 艾兴 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第9期734-737,共4页
在高速铣削试验的基础上 ,研究高速切削时切削速度对切削力的影响。结果表明 ,在切削速度较低的情况下 ,切削力随切削转速的增加而增大 ,但达到某一临界速度后 ,随着切削速度继续增大 ,剪切角增大 ,造成切向切削分力下降。
关键词 切削力 高速切削加工 铣削 切削速度 切削过程
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高速铣削P20和45淬硬钢的切削力 被引量：26
18
作者 庞俊忠 王敏杰 +1 位作者 段春争 杨宇 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第21期2543-2546,共4页
使用TiAlN涂层的整体硬质合金球形立铣刀，对45钢（52HRC、48HRC、42HRC）及P20钢（41HRC、33HRC）进行了高速铣削试验。基于材料变形下的流动应力方程及剪切角理论，分析了切削速度、工件硬度、材料性能对切削力的影响。试验中的切削... 使用TiAlN涂层的整体硬质合金球形立铣刀，对45钢（52HRC、48HRC、42HRC）及P20钢（41HRC、33HRC）进行了高速铣削试验。基于材料变形下的流动应力方程及剪切角理论，分析了切削速度、工件硬度、材料性能对切削力的影响。试验中的切削参数如下：切削速度为156～816m／min，每齿进给量为0．1mm，轴向切削深度为3mm，切削宽度为1mm。结果表明：高速铣削淬硬钢产生锯齿形切屑，切削速度和工件硬度对切削力有显著影响。 展开更多
关键词 球形立铣刀 淬硬钢 切削力 切削速度 高速铣削
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GH188合金薄壁环件切削力研究
19
作者 汪煦杰 曹艺 +4 位作者 李春阳 袁现虎 伏建锋 陈祎楠 陈欣 《机械制造》 2024年第12期60-62,65,共4页
对GH188合金薄壁环件进行切削力研究,选取转速、吃刀量、进给量三个要素进行三因素四水平切削力正交试验,得出最优三因素组合。通过切削力研究,选用优化的走刀路径和最优因素组合,可以大大提高GH188合金薄壁环件的加工精度和效率。
关键词 合金 零件 切削力 研究
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基于热力耦合模型的切削加工残余应力的模拟及试验研究 被引量：75
20
作者 孙雅洲 刘海涛 卢泽生 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期187-193,共7页
航空精密薄壁零件具有复杂的型腔结构,切削加工残余应力是薄壁零件精度稳定性的重要影响因素,因此必须对切削加工残余应力进行研究。根据热—弹塑性有限元理论,建立切削加工三维有限元模型,对航空铝合金材料Al2A12进行切削加工非线性弹... 航空精密薄壁零件具有复杂的型腔结构,切削加工残余应力是薄壁零件精度稳定性的重要影响因素,因此必须对切削加工残余应力进行研究。根据热—弹塑性有限元理论,建立切削加工三维有限元模型,对航空铝合金材料Al2A12进行切削加工非线性弹塑性有限元模拟分析,对切削加工表面残余应力进行预测和计算。通过有限元分析,得到不同切削参数、刀具参数条件下的已加工表面残余应力的模拟结果,并对结果进行比较分析,得到各个因素对工件已加工表面残余应力的基本影响规律;进行不同加工工序条件下的切削加工残余应力的有限元模拟,在加工表面已有一次切削加工残余应力分布的情况下,进行二次切削加工有限元模拟,得到二次切削加工对工件已加工表面残余应力的影响规律;并且进行不同切削参数对残余应力影响的试验研究,验证有限元模型的正确性。 展开更多
关键词 残余应力 有限元模拟 热力耦合模型 切削试验
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