复合材料/铝合金叠层扩孔刀具仿真优化

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针对复合材料/铝合金叠层扩孔中出现的铝合金切屑刮伤孔壁和复材劈裂等问题,本文从改进扩孔刀具刃型结构出发,利用AdvantEdge金属切削仿真软件建立了硬质合金扩孔钻加工7050-T7451铝合金的有限元模型.采用单因素试验法分别讨论扩孔钻槽前角和刃倾角对切屑形态、扭矩和切削力等方面影响,为复合材料/铝合金叠层扩孔刀具的刃型选择提供参考,减少企业的研发和生产成本.
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钛合金薄壁件铣削过程中,铣削参数对铣削力、铣削温度及加工质量等有显著影响.为了通过优化铣削参数来得到较好的加工效果,利用ABAQUS软件建立了圆弧形钛合金薄壁件铣削过程有限元仿真模型,通过仿真结果得到了不同铣削参数下的应力场和温度场的变化情况;结合正交试验与多目标遗传算法对铣削参数进行优化求解;对优化后的铣削参数与经验铣削参数进行对比实验,结果显示,优化后铣削参数具有更好的切削效果.本文研究结果对钛合金薄壁件铣削参数的取值具有重要意义.
高强度钢强度大,硬度高,易在切削过程中产生较高的切削温度.通过建立34CrNiMo6高强度钢的切削仿真模型,研究刀具几何参数对切削温度的影响规律,运用极差分析法和方差分析法获得最优刀具几何参数.结果表明:切削温度与前角成反比关系;后角对切削温度影响不明显;切削温度随刃口半径增大而升高.
驱动桥是汽车动力总成系统和承载系统的重要组成部分,驱动桥壳除了要承受车辆载荷、路面反作用力和力矩等,还对桥壳内部的各个零部件起保护作用.为了对桥壳的结构分析和优化,以某汽车的驱动桥壳为研究对象,采用Creo搭建实体模型,运用ANSYS有限元分析软件,分别对其进行模态分析、瞬态动力学分析和随机振动响应分析,得到桥壳的应力、位移云图和响应曲线.分析显示:驱动桥壳的动力学特性较为复杂,模态振型具有多样性,确定了桥壳在动态载荷作用下的响应特性,且振动仿真结果与理论计算结果一致.
整体硬质合金钻头结构复杂,尤其前刀面是具有较高要求的螺旋槽曲面,对整体硬质合金钻头的性能和寿命有很大影响.对钻头螺旋槽进行数学建模,求解磨削砂轮与钻头加工时的相对位姿,解决了钻头螺旋槽槽型难以优化的问题.利用MATLAB软件对螺旋槽进行仿真,并基于VERICUT创建KTooLG3515五轴数控磨床对其进行刃磨仿真,验证了该算法的可行性.
本文针对TA15M材料钛合金槽口结构净尺寸零件缺陷,采用电子束焊工艺进行精密修补.对材料从工艺方法到力学性能进行系统性分析,采用数值模型对工艺方案验证,辅助参数优化.研究应力与变形影响规律,提出合理的焊接工艺.
机床加工过程中,获得机床工作状态时的模态参数对提高加工效率和加工质量非常重要.机床工作状态下的固有频率和阻尼比可通过工作模态分析方法获取,而机床正常加工时的振动信号中包含较强的周期成分,无法满足工作模态分析的要求.通过研究铣削加工时的响应信号特性,提出机床工作状态的工作模态分析方案:根据信号的倒谱特性去除周期振动成分,再运用工作模态分析从剩余的信号中辨识模态参数.采用龙门铣床切削试验验证了该方案的准确性,证明此方案可较好地去除振动响应中的周期成分,并获取准确的固有频率和阻尼比.
高效铣削过程中,铣刀刀齿切入引起的冲击会导致刀齿、后刀面和切削刃的姿态发生偏置,导致铣刀与工件的接触姿态发生改变,上述因素在冲击和振动动态条件下使加工表面形貌特征及其分布具有时变性.当加工条件发生改变时,工件不同位置处加工表面形貌特征及其分布发生变化.而已有的表征方法不能准确描述已加工表面形貌变化特性,导致表述不够全面.本文首先进行高效铣削加工实验,提出铣刀刀齿误差度量方法,表征铣削振动行为特性.识别提取已加工表面形貌峰高、谷底之间的轮廓特征点,对已加工表面形貌进行表征;识别铣削振动时段,提取铣削稳定时段
为研究切削参数以及刀具前角对切削铝合金工件残余应力的影响以及探究合理的切削参数,通过ABAQUS软件建立三维和二维切削仿真模型,得到了径向进给速率、转速以及不同刀具前角对加工工件残余应力的影响规律.通过模拟结果发现,随着进给速率的增大,工件表面残余拉应力逐渐增大;随着转速的增大,工件表面的残余拉应力逐渐减小;随着刀具前角不断减小,产生的残余压应力逐渐增大.切削时产生的温度变化较小,在转速3000r/min、背吃刀量为25μm、刀具前角为-25°时产生的残余应力值较小.
针对SLM成型的316L不锈钢表面开展磁流变抛光关键技术研究.设计点阵簇磁流变抛光工具和仿真优化工具的磁路,并规划抛光路径.利用该工具对SLM成型的316L金属平面样件进行抛光工艺研究,分析抛光路径、工作间隙、主轴转速和工作进给等因素,得出以下结论:抛光轨迹线覆盖面积随偏置距离、偏摆幅度和偏摆角度的增大均为先减小后增大;粗糙度值随工作间隙、主轴转速、工作进给的增加,先减小后增大;残余应力随工作进给、主轴转速、工作进给的增加而减少.
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