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切削参数对6005A铝合金切削力影响规律仿真分析
1
作者 张生芳 何昭祥 +2 位作者 石鸿瑞 马付建 沙智华 《大连交通大学学报》 2025年第6期95-100,共6页
为研究切削参数变化对6005A铝合金切削力的影响规律,建立6005A铝合金三维铣削有限元仿真模型,并对仿真模型进行试验验证,研究主轴转速、背吃刀量和每齿进给量对6005A铝合金切削力的影响规律。结果表明:三向切削力随每齿进给量和背吃刀... 为研究切削参数变化对6005A铝合金切削力的影响规律,建立6005A铝合金三维铣削有限元仿真模型,并对仿真模型进行试验验证,研究主轴转速、背吃刀量和每齿进给量对6005A铝合金切削力的影响规律。结果表明:三向切削力随每齿进给量和背吃刀量的增大而增大,随主轴转速的增大略有减小;每齿进给量对切向切削力和径向切削力产生的影响最大,切向切削力和径向切削力随每齿进给量的增大分别增长20%和27%,主轴转速对三向切削力的影响较小。 展开更多
关键词 6005A铝合金 有限元仿真 切削参数 切削力
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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
2
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
3
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
4
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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响应曲面法预测铣削力模型及影响因素的分析 被引量：33
5
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
6
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
7
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
8
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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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
9
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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高速立铣P20淬硬钢的切屑形态和切削力的试验研究 被引量：20
10
作者 庞俊忠 王敏杰 +1 位作者 钱敏 张军 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期170-173,187,共5页
使用直径为12mm的TiA1N涂层整体圆柱立铣刀，以151～942m／min的切削速度，对硬度为HRC41的P20淬硬钢进行了高速铣削试验，考察了各种切削速度下的切屑形态和切削力。切削速度为151～650m／min时，形成带状切屑；切削速度为754～942m／... 使用直径为12mm的TiA1N涂层整体圆柱立铣刀，以151～942m／min的切削速度，对硬度为HRC41的P20淬硬钢进行了高速铣削试验，考察了各种切削速度下的切屑形态和切削力。切削速度为151～650m／min时，形成带状切屑；切削速度为754～942m／min时，形成锯齿形切屑。切削力随切削速度的增大而增大，当切削速度增大到某一临界值，切削力达到最大，此后，随切削速度的继续增大，切削力减小。基于高速切削变形理论，分析了切削速度对切削力的影响规律。 展开更多
关键词 切削力 锯齿形切屑 高速端铣 淬硬钢
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基于斜角切削理论的立铣切削力预测研究 被引量：18
11
作者 李炳林 胡于进 +1 位作者 王学林 李成刚 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第19期2283-2288,共6页
为了预测立铣加工的切削力,把立铣刀的切削刃离散为一系列无限小的斜角切削单元。对于每个微元斜角切削单元,应用斜角切削理论来建立切屑通过时剪切区的应力、应变、应变率和温度的控制方程。采用数值方法根据控制方程计算出流动应力,... 为了预测立铣加工的切削力,把立铣刀的切削刃离散为一系列无限小的斜角切削单元。对于每个微元斜角切削单元,应用斜角切削理论来建立切屑通过时剪切区的应力、应变、应变率和温度的控制方程。采用数值方法根据控制方程计算出流动应力,并根据斜角切削和铣削之间的力变换关系,把流动应力转化为铣削力。最后,对45钢进行了多组不同切削参数的立铣实验,仿真和实验的对比结果验证了所提出模型的有效性。该方法同样可以用于其他加工方式(如车削和钻削)的建模。 展开更多
关键词 立铣 切削力 流动应力 斜角切削
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车削过程切削力的计算机数值仿真 被引量：11
12
作者 汪文津 王太勇 +2 位作者 范胜波 罗珺 李娜 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期725-728,共4页
切削力是表征切削过程最重要特征的物理量,其动态变化将直接影响加工过程中刀具与工件的相对位移、刀具磨损和表面加工质量等,所以对切削力建模是进行加工过程物理仿真研究的基础。因此在基于实时工况的切削实验研究基础上,考虑切削参... 切削力是表征切削过程最重要特征的物理量,其动态变化将直接影响加工过程中刀具与工件的相对位移、刀具磨损和表面加工质量等,所以对切削力建模是进行加工过程物理仿真研究的基础。因此在基于实时工况的切削实验研究基础上,考虑切削参数的因素,利用BP(back propagation)神经网络建立车削过程中的切削力的仿真模型。通过大量的样本训练,使神经网络能够对切削力进行较准确地数值仿真。 展开更多
关键词 车削系统 人工神经网络 切削力 数值仿真
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斜角切削的热力建模与仿真分析 被引量：13
13
作者 李炳林 王学林 +1 位作者 胡于进 李成刚 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第20期2402-2408,共7页
提出了斜角切削热力模型。用等效平面方法把不等分剪切区的直角切削理论延伸并应用于斜角切削中,等效平面的方位由定义的等效平面角来确定。使用坐标变换法分析了斜角切削几何参数之间的关系。建立了剪切区剪切速度、剪应变、剪应力和... 提出了斜角切削热力模型。用等效平面方法把不等分剪切区的直角切削理论延伸并应用于斜角切削中,等效平面的方位由定义的等效平面角来确定。使用坐标变换法分析了斜角切削几何参数之间的关系。建立了剪切区剪切速度、剪应变、剪应力和温度分布的控制方程,在考虑了工件材料加工硬化和热软化影响的条件下,由材料的Johnson-Cook本构方程预测出了剪切区的流动应力。计算了一定加工条件下的切削力,计算结果与已有文献斜角切削实验数据具有较好的一致性,同时,试验表明所提出的斜角切削模型适合于立铣切削力的预测。 展开更多
关键词 斜角切削 切削力 流动应力 热力模型
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虚拟加工过程中切削力建模和预报 被引量：8
14
作者 文东辉 刘献礼 +1 位作者 王敏杰 胡荣生 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期65-69,共5页
在Oxley的切屑形成模型基础上,根据切削力预报反问题的原理及其求解建立了一种更为精确的切削力预报算法,预报过程可以显示切削参数和刀具结构对前刀面边界条件和材料常数的影响.切削力预报统计结果表明,主切削力的平均误差为1.2896%,... 在Oxley的切屑形成模型基础上,根据切削力预报反问题的原理及其求解建立了一种更为精确的切削力预报算法,预报过程可以显示切削参数和刀具结构对前刀面边界条件和材料常数的影响.切削力预报统计结果表明,主切削力的平均误差为1.2896%,径向力的平均误差为3.1917%,尤其适合高速切削. 展开更多
关键词 虚拟加工过程 切削力 预报算法 反问题 Oxley切削模型 建模方法
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材料加工性能评价中的切削力测量问题的实验研究 被引量：9
15
作者 任凤章 张旦闻 +3 位作者 吴锐 王宇飞 孙娟 魏世忠 《材料热处理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第S1期72-76,共5页
用切削力来评价材料的切削加工性能时,由于惧怕刀具磨损造成切削力变化影响了材质切削性能评价的准确性,往往不断地更换刀具(机夹式车刀更换刀片,或整体焊接车刀的更换),但刀具的更换对切削力的影响未得到人们的关注。本文用一种均质材... 用切削力来评价材料的切削加工性能时,由于惧怕刀具磨损造成切削力变化影响了材质切削性能评价的准确性,往往不断地更换刀具(机夹式车刀更换刀片,或整体焊接车刀的更换),但刀具的更换对切削力的影响未得到人们的关注。本文用一种均质材料试样为切削对象,在实验证明刀具的磨损可忽略不计的条件下,采用同一种切削参数,考查机夹式车刀的刀片重装、刀片更换和整体机夹式车刀(模拟焊接车刀)重装对主切削力的影响。结果表明,刀片重装和更换造成的切削力变化均小于2%;整体机夹式车刀的重装造成的切削力变化高达约11%;刀片和整体机夹式车刀的重装,造成刀片在竖直方向和水平方向微小转动,但转动角度与切削力变化量无对应关系。用切削力评价材料的加工性能时,应采用机夹式车刀,可更换刀片,但刀杆需采用一次性装夹。 展开更多
关键词 切削性能评价 切削力 刀片 重装
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高能电脉冲对淬火态GCr15钢切削性能的影响 被引量：9
16
作者 张硕 王海波 +4 位作者 张冰 宋国林 王兴龙 韩彬 唐国翌 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期574-580,共7页
在高频淬火态GCr15轴承钢切削过程中施加高能脉冲电流,研究了高能电脉冲对淬火态GCr15钢切削性能的影响。结果表明,在脉冲电流的作用下,主切削力、轴向表面粗糙度、表面硬度以及刀具磨损状况都显著降低。对高频淬火态GCr15轴承钢而言,... 在高频淬火态GCr15轴承钢切削过程中施加高能脉冲电流,研究了高能电脉冲对淬火态GCr15钢切削性能的影响。结果表明,在脉冲电流的作用下,主切削力、轴向表面粗糙度、表面硬度以及刀具磨损状况都显著降低。对高频淬火态GCr15轴承钢而言,脉冲电流的电致塑性效应与焦耳热效应能够促进位错运动,从而在较低温度与较短时间内达到回火效果,提高材料表面塑性变形能力,有效改善其切削加工性能。 展开更多
关键词 脉冲电流 塑性变形 切削力 GCR15轴承钢
原文传递
基于刀具磨损和切屑形成对切削Ti6Al4V的切削力特性研究 被引量：10
17
作者 范依航 郑敏利 +1 位作者 杨树财 程明明 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2011年第8期137-142,共6页
为了研究钛合金Ti6Al4V切削过程中的切削力特性,采用硬质合金涂层和无涂层刀具进行了外圆干车削试验,提取切削力信号,通过研究切削力的静动态特性,揭示了切削力与切削速度、刀具材料、刀具磨损以及切屑形成的关系。结果表明:钛合金切削... 为了研究钛合金Ti6Al4V切削过程中的切削力特性,采用硬质合金涂层和无涂层刀具进行了外圆干车削试验,提取切削力信号,通过研究切削力的静动态特性,揭示了切削力与切削速度、刀具材料、刀具磨损以及切屑形成的关系。结果表明:钛合金切削过程中,切削力的静态分量中径向力Fp最大,直接导致刀具后刀面磨损;随着切削速度的变化,切削力的变化是由刀具磨损、材料本身的特性等多方面因素综合作用的结果,切削力动态分量分形维数可用于刀具状态监控;锯齿形切屑的产生与切削力的高频变化有直接的关系,锯齿生成频率可以作为切削力动态分量频率的一个表征,选取适当的切削参数可以降低由于锯齿屑产生引起的切削力振动。 展开更多
关键词 钛合金 切削力 静态分量 动态分量 分形维数 刀具磨损 锯齿形切屑
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集成对称模糊数及有限元法的切削力预测 被引量：6
18
作者 胡艳娟 王占礼 +2 位作者 董超 王尧 李静 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期673-679,777,共7页
利用对称模糊数及有限元法,对切削力不确定范围进行了定量的预测。在对切削力影响因素分析的基础上,选取切削速度、背吃刀量和进给量等3个影响因素。结合切削力实测数据,确定了切削力与这3个影响因素之间的模糊函数关系,并依据此函数关... 利用对称模糊数及有限元法,对切削力不确定范围进行了定量的预测。在对切削力影响因素分析的基础上,选取切削速度、背吃刀量和进给量等3个影响因素。结合切削力实测数据,确定了切削力与这3个影响因素之间的模糊函数关系,并依据此函数关系给出了切削力不确定区间。同时,利用热力耦合有限元法仿真出切削力随时间的变化曲线以及因热力耦合作用下工件、刀具和切屑中的非均匀应力场、温度场的分布情况。预测结果表明,该方法在考虑影响切削力因素的基础上能较好地预测切削力不确定范围,使得预测结果更符合实际情况。 展开更多
关键词 物理仿真 切削力预测 对称模糊数 热力耦合有限元
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硬铝合金超精密车削残余应力的仿真及试验 被引量：11
19
作者 常艳艳 孙涛 李增强 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期41-46,共6页
为满足超精密车削加工零件低表面应力的使用性能要求,采用有限元和试验相结合的方法,对硬铝合金进行微米级的超精密车削仿真和试验.分析切削过程的切削力和切削温度,研究已加工表面残余应力产生的原因及残余应力的性质,得到切削深度和... 为满足超精密车削加工零件低表面应力的使用性能要求,采用有限元和试验相结合的方法,对硬铝合金进行微米级的超精密车削仿真和试验.分析切削过程的切削力和切削温度,研究已加工表面残余应力产生的原因及残余应力的性质,得到切削深度和切削速度对已加工表面残余应力的影响规律.仿真结果表明:金刚石刀具车削硬铝合金,切削温度低,切削力小,但是单位切削力大.切削力是已加工表面形成残余压应力的主导因素.表层残余应力随着切削深度的增加而变大,随着切削速度的增大反而有减小的趋势.在微米级硬铝合金的超精密切削过程中,切削深度对已加工表面残余应力的影响更为显著.进行微米级的超精密车削试验,采用XRD对表层残余应力进行测量,对有限元仿真结果进行了验证,为硬铝合金超精密车削表面残余应力的控制打下理论基础. 展开更多
关键词 超精密车削 残余应力 硬铝合金 有限元仿真 切削试验
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滚齿切削力研究综述 被引量：7
20
作者 李特 芮执元 +1 位作者 胡赤兵 郭兰中 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2016年第12期154-161,共8页
滚削力产生机理复杂并具有时变特性,是机床受迫振动和颤振的重要因素,影响齿轮加工精度,但滚齿加工原理和刀具造型的复杂性导致该问题一直是切削力研究的难点,当前研究以实验测量为主,理论分析较少。从实验测试、理论计算和数值仿真这... 滚削力产生机理复杂并具有时变特性,是机床受迫振动和颤振的重要因素,影响齿轮加工精度,但滚齿加工原理和刀具造型的复杂性导致该问题一直是切削力研究的难点,当前研究以实验测量为主,理论分析较少。从实验测试、理论计算和数值仿真这三个角度综述了当今滚齿切削力的研究进展,介绍了各自的主要研究方法、研究重点及已取得的成果,总结了现阶段国内研究存在的不足和尚需攻克的难点,为类似研究提供参考。 展开更多
关键词 滚削力 测量 理论分析 仿真
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