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机器人自由曲面铣削加工误差优化策略研究
1
作者 宋理敏 高贵军 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2026年第2期117-122,128,共7页
针对机器人自由曲面铣削加工误差的控制,从进给方向和末端执行器姿态的直接优化方面提出了轮廓误差控制策略。该策略将轮廓误差与由切削力引起的机器人变形相关联,在自由曲面上的每个刀具接触点,综合考虑机器人刚度、自由曲面特征、进... 针对机器人自由曲面铣削加工误差的控制,从进给方向和末端执行器姿态的直接优化方面提出了轮廓误差控制策略。该策略将轮廓误差与由切削力引起的机器人变形相关联,在自由曲面上的每个刀具接触点,综合考虑机器人刚度、自由曲面特征、进给方向和切削力,从而生成末端执行器的进给方向和姿态。此外,该方法将自由曲面划分为多个子区域,并在每个子区域内提出确定初始进给方向的原则,以确保铣削过程的平稳性,避免进给方向的突变。开展了机器人自由曲面铣削实验,并分别采用提出的方法和典型方法进行了对比研究,实验结果表明所提出的方法能够显著提高铣削加工精度。 展开更多
关键词 机器人铣削 自由曲面 轮廓误差 刀具接触点
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基于CSDBO-BP的TC4钛合金铣削预测模型及多目标优化
2
作者 张春 蒋政泉 +3 位作者 郗琳 郎广辉 赵俊花 李丽 《西南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期250-265,共16页
为降低钛合金铣削加工过程中的加工能耗和铣削负载,以加工能耗和铣削合力最小为目标构建预测模型并开展多目标优化研究。首先,设计单因素实验分析了钛合金铣削加工过程中切削参数的影响规律;其次,将纵横交叉策略改进的蜣螂算法(Dung Bee... 为降低钛合金铣削加工过程中的加工能耗和铣削负载,以加工能耗和铣削合力最小为目标构建预测模型并开展多目标优化研究。首先,设计单因素实验分析了钛合金铣削加工过程中切削参数的影响规律;其次,将纵横交叉策略改进的蜣螂算法(Dung Beetle Optimization Algorithm Incorporating Criss-cross Strategies)与BP(Back Propagation)神经网络相结合,建立CSDBO-BP神经网络预测模型;最后,将预测模型与遗传算法相结合寻找切削参数的最优组合。实验结果表明:CSDBO-BP神经网络预测模型的预测精度达97%以上;多目标优化可使钛合金铣削过程中的加工能耗减少18.31%,铣削合力减少34.16%。 展开更多
关键词 钛合金 预测模型 多目标优化 混合算法
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考虑温度影响的中空薄壁铝合金结构件铣削力建模研究
3
作者 沙智华 夏禹 +4 位作者 石鸿瑞 郭嘉伟 刘子源 马付建 张生芳 《大连交通大学学报》 2026年第1期68-76,共9页
为准确预测中空薄壁铝合金结构件加工过程中的铣削力与铣削温度,对中空薄壁铝合金结构件进行离散化处理,针对各结构构建了铣削力与铣削温度的解析模型并进行了耦合计算,利用中空薄壁铝合金结构件局部铣削试验对解析模型进行了验证。结... 为准确预测中空薄壁铝合金结构件加工过程中的铣削力与铣削温度,对中空薄壁铝合金结构件进行离散化处理,针对各结构构建了铣削力与铣削温度的解析模型并进行了耦合计算,利用中空薄壁铝合金结构件局部铣削试验对解析模型进行了验证。结果表明:铣削力与铣削温度的模型与试验值的误差较小,铣削力最大误差为7.4%,铣削温度最大误差为8.2%,验证了模型的正确性。 展开更多
关键词 中空薄壁铝合金结构件 铣削力 铣削温度 解析模型
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基于三轴加工中心改造升级成五轴四联动加工中心的研究与实施方法
4
作者 张强 江灏源 +1 位作者 陈锦麟 汤田 《中国设备工程》 2026年第4期112-113,共2页
随着国家“制造2025”政策的推进,我国的制造业正在快速向数字化和智能化转型升级。在此过程中,数控机床作为制造机器和机械设备的工业母机,扮演着推进我国实现制造强国战略目标的重要角色,数控机床为我国制造业的改革和发展提供了工具... 随着国家“制造2025”政策的推进,我国的制造业正在快速向数字化和智能化转型升级。在此过程中,数控机床作为制造机器和机械设备的工业母机,扮演着推进我国实现制造强国战略目标的重要角色,数控机床为我国制造业的改革和发展提供了工具和方法。数控机床的改造升级能够帮助企业适应现代制造环境,更好更快地实现技术创新和升级,在不断提高企业核心竞争力的同时,推进传统制造业向智能化升级转型。 展开更多
关键词 三轴加工中心 改造升级 五轴加工中心
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基于数字孪生的曲轴内铣监测系统开发与验证
5
作者 蒲珊珊 孙超 +1 位作者 潘康 黄瑞俊 《今日制造与升级》 2026年第1期55-57,共3页
文章围绕曲轴内铣加工过程中存在的加工质量不稳定问题,对基于数字孪生技术的智能监测系统进行研究。从系统架构、传感器部署、数据采集等方面进行论述,通过在实际生产线上的应用验证,进行加工质量、振动干预等关键指标的对比分析,达到... 文章围绕曲轴内铣加工过程中存在的加工质量不稳定问题,对基于数字孪生技术的智能监测系统进行研究。从系统架构、传感器部署、数据采集等方面进行论述,通过在实际生产线上的应用验证,进行加工质量、振动干预等关键指标的对比分析,达到提升加工一致性、降低废品率的效果,解决传统加工方式下存在的质量波动大、人工干预效率低等问题。 展开更多
关键词 数字孪生 曲轴内铣 监测系统
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基于粒子滤波算法的刀具磨损状态预测
6
作者 张剑飞 杨马袁 《齐齐哈尔大学学报(自然科学版)》 2026年第1期1-8,共8页
刀具磨损是切削加工中的基本问题,但近年来许多研究都集中在提高刀具磨损预测的准确性上,而不考虑计算效率,为了实现在数控机床生产实际中快速准确地预测刀具磨损,提出一种基于粒子滤波算法的KHPF算法。使用随机森林算法对刀具磨损进行... 刀具磨损是切削加工中的基本问题,但近年来许多研究都集中在提高刀具磨损预测的准确性上,而不考虑计算效率,为了实现在数控机床生产实际中快速准确地预测刀具磨损,提出一种基于粒子滤波算法的KHPF算法。使用随机森林算法对刀具磨损进行预测,将得到的预测值作为真实磨损量的测量值,建立粒子滤波模型。采用HHO算法与KLD采样算法相互作用,优化粒子分布,提高刀具磨损预测的准确率,同时削弱群智能算法带来的计算负担,提高计算效率。利用NASA Ames铣削数据集和2010年PHM数据挑战赛数据集对该方法进行实验验证。结果表明,KHPF算法在不同工作负载下能有效控制预测时间的同时保证预测精度。 展开更多
关键词 刀具磨损 粒子滤波 群智能算法 计算效率
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基于Halbach阵列的温度-振动协同测量自感应智能刀柄研究
7
作者 王东前 孙艺文 +4 位作者 邢艳明 张昕 蔡永林 张磊 梁志强 《机械工程学报》 北大核心 2026年第2期35-47,共13页
航空航天领域中的腔体、肋板等关键重要结构件多采用铝合金材料,该类关重件在铣削过程中极易受到温度与振动影响造成加工质量下降与刀具寿命缩短等问题。为了实现对铣削过程中温度与振动的同步监测,提升关键结构件的加工质量并延长刀具... 航空航天领域中的腔体、肋板等关键重要结构件多采用铝合金材料,该类关重件在铣削过程中极易受到温度与振动影响造成加工质量下降与刀具寿命缩短等问题。为了实现对铣削过程中温度与振动的同步监测,提升关键结构件的加工质量并延长刀具使用寿命,设计了一种基于Halbach阵列的温度-振动协同测量自感应智能刀柄系统,利用飞秒激光加工和高温固化工艺,制备了嵌入式K型热电偶测温子系统;将MEMS三轴加速度计集成至智能刀柄回转中心轴,进行高灵敏度振动信号采集。利用该智能刀柄系统开展铣削试验,结果表明系统在1000 r/min下可实现供电;通过上位机对加工过程中温度与振动数据进行实时采集,证实了智能刀柄具备良好的可靠性与稳定性,且所测温度比热像仪具有更高的精度;基于实测温度反求刀-屑接触区域的动态热源强度并对温度场进行重构,预测温度曲线与实际温度曲线之间的误差率在8%以内,重构后的温度场能预测前刀面上最高温度位置,上述研究结果为铣削工况下刀具状态的实时感知与监测提供了新的方法。 展开更多
关键词 HALBACH阵列 切削温度 切削振动 智能感知刀柄 铣削加工
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脉状微织构刀具干式铣削蠕墨铸铁研究
8
作者 董延 唐昆 +2 位作者 谭琦飞 罗源嫱 尚振涛 《工具技术》 北大核心 2026年第3期13-28,共16页
针对蠕墨铸铁干式切削过程中切屑黏附、刀具磨损严重、加工表面完整性恶化等问题,在刀具表面设计并制备微织构,改善刀具表面摩擦学性能,增强热传递,提高蠕墨铸铁零部件的使役性能与寿命。采用脉冲光纤激光,在硬质合金刀具前刀面制备脉... 针对蠕墨铸铁干式切削过程中切屑黏附、刀具磨损严重、加工表面完整性恶化等问题,在刀具表面设计并制备微织构,改善刀具表面摩擦学性能,增强热传递,提高蠕墨铸铁零部件的使役性能与寿命。采用脉冲光纤激光,在硬质合金刀具前刀面制备脉状微织构;开展微织构刀具干式铣削蠕墨铸铁试验,以及铣削过程的有限元数值模拟;分析微织构参数与进给量对切削力、刀具磨损、试样表面粗糙度,以及微织构参数对刀具应力、温度分布的影响。研究结果表明,与无织构刀具相比,脉状微织构能显著改善切削性能,在相同切削参数下可使主切削力、径向力与轴向力最大降幅分别达20.8%,25.4%与77.7%,并有效降低刀具应力峰值与切削温度;调控微织构参数,减小分支间距s和织构间距t以增大织构分布密度,是提升脉状微织构刀具切削性能的关键;在本文研究的参数范围内,160-60-100-200μm(w-d-s-t)为综合性能最优的微织构参数组合,该组合在切削力、应力控制及抗磨损方面均表现最佳。本研究为脉状微织构刀具在蠕墨铸铁高效干式铣削中的应用提供明确的参数优选方案与理论依据,对促进绿色制造具有重要的理论意义与工程实用价值。 展开更多
关键词 微织构 蠕墨铸铁 干式铣削 刀具进给量 织构参数
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融合敏感度-机理的MOPSO铣削工艺参数增效优化
9
作者 黄晓燕 赵家康 +2 位作者 马俊燕 廖小平 鲁娟 《制造技术与机床》 北大核心 2026年第1期114-121,153,共9页
现有加工过程的多目标优化方法未能有效利用工艺参数的敏感度与机理信息,易陷入局部最优且解集多样性不足。为此,文章提出基于敏感度-机理信息驱动的多目标粒子群优化(sensitivity-mechanism integrated multi-objective particle swarm... 现有加工过程的多目标优化方法未能有效利用工艺参数的敏感度与机理信息,易陷入局部最优且解集多样性不足。为此,文章提出基于敏感度-机理信息驱动的多目标粒子群优化(sensitivity-mechanism integrated multi-objective particle swarm optimization, SMG-MOPSO)算法回归模型与经验公式,以构建表面粗糙度Ra、切削力F_(c)和材料去除率(material removal rate,MRR)预测模型;通过敏感度函数、主效应与交互作用分析,揭示工艺参数对优化目标的影响规律;在此基础上,针对MOPSO设计三项机制,即基于敏感度函数与机理趋势的自适应步长调节、融合敏感度导向与机理修正的速度更新、引入机理一致性的解集维护,以增强解集效果。铣削试验验证表明,所提方法在满足Ra与F_(c)约束的前提下,MRR提高24.40%,验证了该方法的有效性及工程应用潜力。 展开更多
关键词 铣削加工 粒子群优化 自适应机制 机理信息 敏感度函数
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灰狼算法优化6063铝合金铣削工艺与刀具磨损研究
10
作者 刘亚伦 何辉波 +2 位作者 李华英 黄云 刘宗东 《兵器材料科学与工程》 北大核心 2026年第1期68-76,共9页
针对铝合金铣削加工中存在的能耗高、易粘刀与刀具磨损严重等问题,为在提升加工效率的同时实现加工性能优化,本文以铣削弯矩、能耗及材料去除率为优化目标展开研究。通过单因素试验,分析了铣削参数对各优化目标的影响规律;再采用响应曲... 针对铝合金铣削加工中存在的能耗高、易粘刀与刀具磨损严重等问题,为在提升加工效率的同时实现加工性能优化,本文以铣削弯矩、能耗及材料去除率为优化目标展开研究。通过单因素试验,分析了铣削参数对各优化目标的影响规律;再采用响应曲面法,分别建立了铣削弯矩与能耗的预测模型,模型预测精度均达到95%以上。将所得预测模型嵌入灰狼算法,进行帕累托前沿求解,并根据不同应用场景需求,构建了3种多目标优化模型。结果表明:模型Ⅰ可使铣削弯矩降低18.3%、能耗下降12.28%;模型Ⅱ可使铣削弯矩减少18.23%;模型Ⅲ则可实现能耗降低12.17%,为实际加工参数优选提供了有效依据。最后,对试验用DLC涂层刀具进行SEM和EDS分析,发现刀具磨损区域主要为粘结磨损、沟纹磨损、磨料磨损及扩散磨损等。 展开更多
关键词 铝合金 DLC涂层刀具 多目标优化 灰狼算法 刀具磨损
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切削参数对高进给铣削AlSi10Mg的切削温度影响分析
11
作者 李朋哲 金成哲 +2 位作者 宋长远 张玉璞 黄卫祥 《机床与液压》 北大核心 2026年第5期134-138,共5页
为研究高进给铣削AlSi10Mg铝硅合金过程中不同切削参数(切削速度、铣削深度、每齿进给量)对切削温度的影响,采用正交试验法进行仿真与实际切削试验,并运用极差分析进行数据分析,确定各参数对温度影响的主次顺序;并通过对比仿真与试验结... 为研究高进给铣削AlSi10Mg铝硅合金过程中不同切削参数(切削速度、铣削深度、每齿进给量)对切削温度的影响,采用正交试验法进行仿真与实际切削试验,并运用极差分析进行数据分析,确定各参数对温度影响的主次顺序;并通过对比仿真与试验结果,验证模型的准确性。结果表明:仿真与试验一致表明,切削参数对切削温度的影响程度由大到小依次为:切削速度、铣削深度、每齿进给量;以最低切削温度为优化目标,仿真与试验得出最佳切削参数组合均为:切削速度160 m/min、铣削深度0.4 mm、每齿进给量0.5 mm;仿真与铣削试验切削温度变化趋势一致,两者间的平均相对误差为9.93%,验证了仿真模型的准确性与合理性;单因素试验进一步揭示,提高切削速度、增大铣削深度以及增加每齿进给量均会导致切削温度上升。研究确定的参数影响规律及最优组合为实际生产中选择工艺参数以控制加工温度、改善加工质量提供了依据。 展开更多
关键词 高进给铣削 AlSi10Mg铝硅合金 切削温度 切削参数
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15-5PH沉淀硬化不锈钢插铣切削力研究
12
作者 姜波 金成哲 +1 位作者 宋善奇 鑫龙 《工具技术》 北大核心 2026年第3期82-89,共8页
相比传统端铣或螺旋铣,插铣加工通过轴向进给完成深槽等结构的切削,因此特别适合15-5PH沉淀硬化不锈钢等高硬度材料的深槽、薄壁件和大余量粗加工。为了研究插铣加工15-5PH不锈钢时切削参数对切削力的影响规律,运用正交试验法和单因素... 相比传统端铣或螺旋铣,插铣加工通过轴向进给完成深槽等结构的切削,因此特别适合15-5PH沉淀硬化不锈钢等高硬度材料的深槽、薄壁件和大余量粗加工。为了研究插铣加工15-5PH不锈钢时切削参数对切削力的影响规律,运用正交试验法和单因素试验法,通过极差和方差分析得出切削参数对切削力影响规律为步距as>每齿进给量fz>切削速度vc;最佳切削参数组合为v_(c)=110 m⋅min^(−1),fz=0.06 mm⋅z^(−1),a_(s)=0.5 mm;切削力随切削速度vc的增大而增大;增大每齿进给量会提高切削力;增大步距切削力也会增大。此研究为插铣15-5PH沉淀硬化不锈钢的提质增效和设置合理切削加工参数等提供理论基础。 展开更多
关键词 插铣 15-5PH不锈钢 切削力 切削参数
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钛合金Ti-6Al-4V纵扭超声振动辅助铣削刀具磨损机制与实验研究
13
作者 张帅 梁志强 +3 位作者 杜宇超 马悦 肖玉斌 黄浩 《制造技术与机床》 北大核心 2026年第2期72-79,共8页
文章针对钛合金(Ti-6Al-4V)超声辅助铣削中刀具磨损问题,系统分析纵扭超声振动系统运动特性解析刀具切削刃轨迹,利用Matlab软件基于纵扭超声运动方程结合实测超声振幅模拟刀具铣削运动轨迹,分析轨迹特征探究超声振幅对刀具磨损的影响机... 文章针对钛合金(Ti-6Al-4V)超声辅助铣削中刀具磨损问题,系统分析纵扭超声振动系统运动特性解析刀具切削刃轨迹,利用Matlab软件基于纵扭超声运动方程结合实测超声振幅模拟刀具铣削运动轨迹,分析轨迹特征探究超声振幅对刀具磨损的影响机制。通过纵扭超声铣削实验,结合磨损形貌分析,超声振动显著调控磨损行为但存在振幅临界阈值。超声振幅扭振幅值达到2.252μm、纵振幅值达到1.803μm时抑制刀具磨损效果最好,后刀面磨损量(VB值)为37.829μm,相比常规铣削降低41.340%。对刀具、刀尖和刀刃区域进行磨损特征分析,超声纵扭振动可以有效减少切屑黏刀现象,超声振幅过高导致运动耦合不稳定诱发刀尖应力集中,导致崩刃和涂层剥落,磨损量反增。通过合理选择超声振幅可以有效抑制刀具磨损,适当的超声振幅下超声振动能够减少切削热积累并抑制黏着磨损,可延长刀具寿命和提升加工效率。为超声辅助铣削在钛合金Ti-6Al-4V领域的应用提供关键参数依据,对降低难加工材料制造成本具有重要工程价值。 展开更多
关键词 钛合金 纵扭超声振动辅助铣削 铣削运动轨迹 磨损机制 材料去除机理 超声振幅
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基于自适应模糊PID切削液浓度控制系统的设计
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作者 徐晓铭 郭鑫 +3 位作者 税妍 文小山 王春江 赵武 《机械》 2026年第3期33-39,共7页
针对目前金属切削加工过程中存在的切削液浓度无法实时、精准控制调节问题,本文将传统PID控制理论和模糊推理相结合,设计了一种基于自适应模糊PID的切削液浓度控制系统。本文首先提出了一种用于切削液浓度控制的系统总体结构框架。在所... 针对目前金属切削加工过程中存在的切削液浓度无法实时、精准控制调节问题,本文将传统PID控制理论和模糊推理相结合,设计了一种基于自适应模糊PID的切削液浓度控制系统。本文首先提出了一种用于切削液浓度控制的系统总体结构框架。在所提系统框架的基础上,对于传统PID控制理论以及模糊推理进行了探究结合,获得了一种适用于切削液浓度控制的自适应模糊PID控制器以及控制算法。为验证所得方案的可行性以及优越性,利用Simulink构建系统模型,对模糊PID浓度控制算法的控制效果进行了仿真,并在切削液浓度控制系统实验平台上进行了关于浓度控制的对照实验。最终,仿真与实验结果表明,本文所设计的自适应模糊PID相对于传统的浓度控制方法响应更快,系统稳态误差更小,提升了切削液性能维护系统的浓度控制性能。 展开更多
关键词 切削液 模糊PID算法 浓度控制
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铣削工艺参数对作动筒表面质量的影响及参数优化
15
作者 任泽康 白海清 +4 位作者 韩佩 李聪 王浩 蒋靖华 阳涛 《工具技术》 北大核心 2026年第2期74-82,共9页
作动筒是飞机起落架的关键元件,其表面质量直接影响组件的可靠性。铣削作为作动筒加工过程中的重要工艺,其工艺参数的选取直接决定加工后零件的表面质量。为提升30CrMnSiA合金钢作动筒锻件的表面质量,开展铣削工艺参数对表面粗糙度、加... 作动筒是飞机起落架的关键元件,其表面质量直接影响组件的可靠性。铣削作为作动筒加工过程中的重要工艺,其工艺参数的选取直接决定加工后零件的表面质量。为提升30CrMnSiA合金钢作动筒锻件的表面质量,开展铣削工艺参数对表面粗糙度、加工硬化及残余应力的影响规律研究。基于试验数据,采用融合麻雀搜索算法优化BP神经网络(SSA-BP)的预测模型作为适应度函数,结合粒子群算法进行多目标Pareto前沿求解,并运用TOPSIS法进行决策优选。结果表明:最优工艺参数组合为v_(c)=213.42 m·min^(-1),f_(z)=0.04 mm·z^(-1),a_(p)=0.21 mm,a_(e)=3.41 mm,在实际加工中可以获得较好的表面质量。 展开更多
关键词 作动筒 铣削工艺参数 表面质量 多目标优化 30CrMnSiA合金钢
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改进遗传算法的曲面机械零件切削参数优化
16
作者 黄燕 张小女 +1 位作者 杨裴裴 刘磊 《机械设计与制造》 北大核心 2026年第2期83-88,共6页
在曲面机械零件切削加工中,加工精度与表面质量等目标切削参数的约束之间相互关联又相互制约,使得传统的遗传算法求解过程很难在多个目标之间找到最优的平衡,导致零件切削路径增加、能耗上升。对此,提出改进遗传算法的曲面机械零件切削... 在曲面机械零件切削加工中,加工精度与表面质量等目标切削参数的约束之间相互关联又相互制约,使得传统的遗传算法求解过程很难在多个目标之间找到最优的平衡,导致零件切削路径增加、能耗上升。对此,提出改进遗传算法的曲面机械零件切削参数优化方法,首先建立曲面机械零件切削的变形误差函数和粗糙度函数,并联合两者构造综合目标函数,以切削力相对稳定为目标优化切削参数。然后,设定主轴转速、进给速度、表面质量、切削功率、最大切削力等约束条件。最后,改进遗传算法通过实数编码直接对应曲面机械零件切削参数,采用自适应交叉和变异率动态调整最优切削参数搜索策略,从而有效解决曲面机械零件切削加工中多目标平衡、切削路径增加和能耗上升等问题。实验结果表明,所提方法的曲面轮廓度较小、切削路径总长度较短、切削总能耗较低。 展开更多
关键词 曲面机械零件 切削参数优化 遗传算法 正交设计 轮盘赌法
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钻削Al-50wt%Si合金孔内表面粗糙度预测模型研究
17
作者 胡锦渊 金成哲 +1 位作者 周浩淳 刘玮 《工具技术》 北大核心 2026年第2期58-65,共8页
孔内表面粗糙度是评价钻孔质量的重要因素,而Al-50wt%Si合金钻孔时因硅含量高易造成表面粗糙度高,从而影响孔加工质量。通过无涂层、TiAlN涂层和Ta-C涂层硬质合金麻花钻的钻孔试验,采用正交试验法探究刀具材料和钻削参数对表面粗糙度的... 孔内表面粗糙度是评价钻孔质量的重要因素,而Al-50wt%Si合金钻孔时因硅含量高易造成表面粗糙度高,从而影响孔加工质量。通过无涂层、TiAlN涂层和Ta-C涂层硬质合金麻花钻的钻孔试验,采用正交试验法探究刀具材料和钻削参数对表面粗糙度的影响规律。基于试验数据建立Ta-C涂层硬质合金麻花钻钻削Al-50wt%Si合金孔内表面粗糙度的预测模型,显著性检验分析表明,该孔内表面粗糙度预测模型具有很好的准确性和可靠性。研究结果表明:各因素的影响程度从大到小依次为进给量、主轴转速、刀具直径。在试验参数范围内,孔内表面粗糙度值与钻头直径和进给量成正比,与主轴转速变化情况成反比,且Ta-C涂层硬质合金麻花钻在加工Al-50wt%Si合金时综合性能更优异,加工质量更高。 展开更多
关键词 钻削 Al-50wt%Si合金 表面粗糙度 预测模型 钻削参数
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基于斜角切削的球头铣刀铣削力建模
18
作者 靳淇超 李军 +2 位作者 叶子银 俞弘宇 郭磊 《华南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期134-148,共15页
针对球头铣刀在变刃倾角条件下切削时所呈现的三维力场分布复杂、未变形切屑厚度动态变化显著等特点,为实现球头铣刀多轴铣削过程中切削力的高精度建模与预测,提出了一种融合斜角切削理论与动态运动学仿真的铣削力建模方法。基于等效平... 针对球头铣刀在变刃倾角条件下切削时所呈现的三维力场分布复杂、未变形切屑厚度动态变化显著等特点,为实现球头铣刀多轴铣削过程中切削力的高精度建模与预测,提出了一种融合斜角切削理论与动态运动学仿真的铣削力建模方法。基于等效平面法建立斜角切削力学解析框架,通过空间坐标变换将三维切削转化为二维平面切削,推导同时包含剪切效应与耕犁效应的复合力学模型,揭示了刃倾角对切削区材料流动方向、剪切变形区形态以及应力分布的调控机制;其次建立球头铣刀刃线几何特征,结合刀具-工件运动学耦合模型,求解刀齿运动微分方程,并通过改进型Z-MAP算法实现动态加工表面形貌仿真,提取时变未变形切屑厚度分布;进而提出一种多尺度力学映射策略,将刀具刃口沿曲线方向离散为微元切削单元,基于斜角切削解析模型对各微元的切向力、径向力与轴向力进行迭代积分,最终叠加得到完整的三维铣削力时域信号。最后开展实验验证,结果表明:模型在轴向、进给方向与切宽方向的铣削力预测最大误差分别为18.3%、10.8%与22.4%,验证了模型在复杂几何刀具受力分析中的准确性与适用性。该研究方法融合了宏观运动学仿真与微观力学解析,可为球头铣刀的工艺参数优化、刀具结构设计与加工稳定性提升提供理论支撑。 展开更多
关键词 斜角切削 球头铣刀 TANH本构模型 刀具-工件接触区域 铣削力模型
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基于铣削加工的Inconel 718动态力学性能预测方法研究
19
作者 刘春 沈凌宇 +4 位作者 朱宝义 邹志萍 楚建宁 张楚鹏 陈肖 《工具技术》 北大核心 2026年第3期72-81,共10页
为深入研究Inconel 718锯齿型切屑形成机理,提出一种预测Inconel 718材料在动态切削过程中屈服强度σ_(Y)、断裂韧性G_(c)和黏滞韧性G_(a)的铣削加工方法,即在Inconel 718锯齿型切屑形成的力学分析中,除了考虑第一变形区材料塑性变形和... 为深入研究Inconel 718锯齿型切屑形成机理,提出一种预测Inconel 718材料在动态切削过程中屈服强度σ_(Y)、断裂韧性G_(c)和黏滞韧性G_(a)的铣削加工方法,即在Inconel 718锯齿型切屑形成的力学分析中,除了考虑第一变形区材料塑性变形和刀—屑接触界面滑动摩擦之外,还考虑切削刃钝圆处材料断裂以及刀—屑接触界面材料黏结。该预测方法对斜角切削过程中的几何关系和切削力关系进行分析,通过切削力投影建立相应的理论关系式;利用切削力最小化准则,求解法向剪切角ϕ_(n)以及其他与锯齿型切屑形成相关的角度和切削力;开展铣削试验,结合不同切削速度vc条件下的切削力和锯齿型切屑形貌参数,验证该方法的准确性。试验结果表明:该方法能够避免韧性难加工材料在标准力学试验中所遇到的裂纹钝化导致预测结果不合理的问题,从而更加简便和通用地同时预测韧性难加工材料在动态切削过程中屈服强度、断裂韧性和黏滞韧性。 展开更多
关键词 Inconel 718 铣削 屈服强度 断裂韧性 黏滞韧性
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面向ZL702A铝合金高效加工的密齿铣削力特性与建模
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作者 苗依凡 仇天阳 +2 位作者 杨志强 白泽兵 解丽静 《工具技术》 北大核心 2026年第3期97-104,共8页
ZL702A铝合金因其优秀的铸造性能和力学性能,被广泛应用到汽车发动机部件的制造。密齿铣削具有加工效率高、刀具稳定等优点,常被用于工厂的实际加工。铣削力作为影响刀具磨损、加工表面质量的重要切削因素,仍是目前研究中需要重点关注... ZL702A铝合金因其优秀的铸造性能和力学性能,被广泛应用到汽车发动机部件的制造。密齿铣削具有加工效率高、刀具稳定等优点,常被用于工厂的实际加工。铣削力作为影响刀具磨损、加工表面质量的重要切削因素,仍是目前研究中需要重点关注的问题。因此,针对密齿铣削铝合金的铣削力设计正交试验和单因素实验,研究工艺参数对各向铣削力的影响,并建立经验公式模型和半解析模型。研究结果如下:F_(x)随主轴转速的增大而减小,F_(y)随主轴转速变化不明显,F_(z)随主轴转速增大而增大,3个方向的力均随每齿进给量和切削深度的增大而增大;对各向铣削力影响排序:切削深度>每齿进给量>主轴转速;铣削力经验公式模型的拟合优度大于86%,验证其在当前的工况下有较高的可信度;建立双齿—单齿交替铣削的半解析模型,其预测铣削力与实测铣削力最大误差为15.12%,具有较高的精度。 展开更多
关键词 ZL702A铝合金 密齿铣削 铣削力 系数标定
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