切削过程

摘要： 为科学选择舰船建造工艺参数,缩短建造时间,提升建造稳定性,降低建造过程中的能源消耗,构建舰船建造工艺参数优化的数学模型。以舰船建造切削过程的切削时间、切削稳定性与切削能耗为优化目标,切削功率、工件表面粗糙度与切削力等为约束条件,建立工艺参数优化的数学模型;利用自适应网格的多目标粒子群算法求解数学模型,获取最佳工艺参数优化结果。试验证明:该模型可有效获取最佳工艺参数优化结果,降低建造时间与能源消耗,模型求解过程中收敛效果较优;工艺参数优化后可有效降低切削过程刀尖振动幅值,增强建造稳定性。

摘要： 通过切削过程动力学建模与仿真分析,对切削力、表面形貌、切削过程稳定性等过程参数进行预测,在此基础上进行工艺参数优化,是实现无颤振、高效切削的有效途径。学术界对这一领域进行了广泛而深入的研究,随着机械加工从数字化向智能化方向不断发展,切削过程仿真的研究热点正朝以数字孪生为代表的智能化方向转变。因此,亟须对切削过程建模、仿真的研究现状进行深入而系统的归纳总结,在此基础上,实现对切削过程仿真研究热点与趋势的预测具有重要意义。从切削过程建模与切削力预测、切削稳定性分析、切削过程有限元仿真以及面向切削过程的数字孪生技术等方面进行归纳总结,指出目前相关研究的优势与局限性。经过深入探讨展望了切削过程建模与仿真的研究趋势,并指出了下一步研究热点。

摘要： 为提高数控机床的加工质量,考虑实际切削过程中刀具磨损与切削条件的影响因素,提出一种基于人工神经网络(ANN)的粗糙度和切削能耗预测方法.通过车削实验,对所提方法与回归方法进行粗糙度和能耗预测精度对比验证.实验结果表明,基于ANN的预测结果最大百分比误差更接近实测值,相较于回归模型,表面粗糙度和能耗的预测精度分别提升了5.4％和13.5％,验证了所提方法的有效性和精准性.

摘要： 针对当前"机械制造技术基础"切削力和刀具标注角度实验的单一化、碎片化问题,提出了基于切削过程的综合实验.以机床、刀具、机械加工工艺学及金属切削原理等理论内容为基础,以切削过程为纽带,将刀具角度顺延到工作角度、融入绿色先进加工技术、正交试验方法的选择、多评价指标的考量以及融合切削机理的结果分析,对学生的综合分析问题、解决问题、知行合一的能力得到培养和提高,初步形成科学、合理、完整的教学体系.

摘要： 为获得可靠的骨钻孔切削参数以及骨钻孔的影响因素,借助ABAQUS有限元仿真软件,对于骨材料在骨科手术中的钻孔过程进行了切削力和切削温度的仿真实验.结果表明:在切削用量中,进给速度对切削温度的影响最显著,转速的影响次之,骨科钻头直径对切削温度的影响最小,为骨钻孔过程的参数选取提供了参考依据.

摘要： 刀具磨损状态退化建模和仿真的结果难以真实地反映物理现实,使刀具的选用、更换和修磨决策缺乏可靠依据,严重地影响了刀具精准利用的优化和控制,以及生产系统的动态调控.针对该问题,在数字孪生理念的基础上,提出面向切削过程的刀具数字孪生模型,探讨了其概念、组成、功能和运作流程,详细论述了数字孪生驱动的刀具磨损监测、剩余寿命预测、刀具选用决策和刀具服务,并通过原型系统进行了验证.通过刀具物理对象与虚拟模型的交互与共融,面向切削过程的刀具数字孪生模型可提高刀具全生命周期状态管理的智能性、主动性、预测性,支持面向刀具精准利用的优化、决策和服务.

摘要： 1引言切削过程中,由于回转类刀具自身重量不均匀,将会产生离心力,随着切削转速的提高,离心力将会以二次方关系快速增大。高速切削时由于不平衡量产生的离心力将会造成切削振动和切削异响,引起加工尺寸精度和形位公差不合要求,造成加工表面质量下降。较大的离心力同样会对主轴产生附加载荷,加剧主轴轴承磨损,降低主轴使用寿命。在保证尺寸精度及形位公差的情况下,刀具制造越来越注重动平衡精度,但对于一些偏重较大、结构复杂的刀具,不恰当地去除材料会使刀具报废。因此在刀具设计时需要考虑动平衡的因素,排除制造与设计的偏差及材料密度不均匀的影响,以达到刀具的平衡。

摘要： The process of diamond tool cutting granite is essentially the process that a large number of diamond particles discretely distributed on the surface of diamond cutter complete the process of friction,plow and brittle cutting.To understand the complex cutting process,it is necessary to study the single particle cutting and the sequential cutting of particles,yet there are difficulties in conducting and analyzing the cutting experiment.In order to solve this problem,a numerical cutting model was built by using non-linear software LS-DYNA.The breaking and fracturing process of granite was analyzed by using its effective stress cloud diagram,from which the cutting force value was obtained.Besides,the influence of different cutting parameters on the cutting performance of single particle and particle in sequential cutting was studied.Cutting force of diamond particle could be accurately predicted,which provides references for selecting and designing diamond tools,improving the service life and processing quality of diamond tools,and selecting cutting parameters under different real working conditions.%针对金刚石刀具加工花岗岩过程中,单颗粒切削和颗粒顺次切削实验的实施和分析困难的问题,采用非线性软件LS-DYNA建立切削的数值模型,根据得到的花岗岩有效应力云图分析其断裂破碎过程,获得切削过程中的切削力数值,研究不同的切削参数下单颗粒和颗粒顺次切削对切削性能的影响规律.准确地预测金刚石颗粒在切削中的切削力,其结果为后续的刀具的选择和设计、提高金刚石刀具的使用寿命和加工质量,以及具体工况下切削参数的选取提供了一定的依据.

摘要： 失控的振动会给金属切削带来许多问题。在切削过程中，不断变化的力会引起振动和刀具颤振，导致零件表面质量下降、磨损加快或刀具断裂，并且会损坏机床组件。此外，产品设计也趋向抑制振动。为了提高产品强度并降低装配成本，制造商们越来越多地使用整体工件来加工零件。

摘要： 刀具是材料切削过程中不可或缺的重要一环。刀具的选择和应用,关系到切削过程的整体效率,如果运用得不好,很可能成为生产力提升的瓶颈。刀具管理工作是否做到位,会直接影响整个生产制造过程。本文讨论了作为一种刀具寿命分析评估方法的总体刀具失效分析法(Global Tool Deterioration Analysjs,GTDA)的重要意义。

摘要： 硬质粘土的挖掘存在效率低的问题,需要研究该种土质的切削机理.利用数值模拟技术,建立了刀齿切削硬质粘土的三维分析模型.土体的本构模型采用非线性弹塑性模型,应用单元损伤失效准则模拟硬质粘土的切屑,并基于显式积分算法实现了硬质粘土全物理过程的数值仿真,分析了不同时刻的土体变形状态,得到了刀齿的切削载荷.仿真结果表明,对于所选定的硬质粘土参数,刀齿从入土到稳定切削,切削过程中刀齿切削载荷波动,仿真结果和试验结果近似.

摘要： 切削机理研究为工艺参数优化提供理论依据。目前，由于测试技术与测试手段的限制，切削过程中的切屑-刀具接触长度、第一变形区的应变率、切削温度等物理力学参数难以准确测试，严重影响切削机理和工艺参数优化的深入研究。基于切削加工过程动态物理仿真，提出了利用SHPB实验和迭代模拟优化求材料本构方程参数的方法，建立了针对航空航天领域广泛应用的钛合金Ti-6Al-4V的二维正交切削模型，利用对比实验验证了模型的正确性。基于正确的模型，模拟了不同刀具角度和切削参数条件下切削加工过程，得出了切削参数对加工钛合金Ti-6Al-4V的影响规律，为提高切削Ti-6Al-4V的刀具寿命和加 工效率提供依据。

摘要： 建立了滚齿切削过程的数学模型,并运用Visual Basic语言编制了仿真软件.该软件通过滚刀前刀面点阵的像素点切断齿槽螺旋纤维判断滚齿切削情况,使仿真精度大大提高,输出图形形象直观.

摘要： 叶片零件作为现代高端制造业(航天、航空、航海)动力设备的核心部件,传统的制造工艺并不能满足高端叶片加工的需要,新型数控机床在加工精度、效率方面有了显著性的提升.计算机仿真技术的发展加快了高端制造业的发展,本文主要针对叶片零件的数控加工的仿真技术进行研究,从叶片加工的工艺设计、加工制造过程(切削过程)以及对加工过程中可能的误差点进行分析,利用仿真过程解决了各个环节的虚拟执行过程,为实际工业生产过程提供可靠的数据支撑.

摘要： 切削过程中电主轴转子系统的动态特性及刀具端的动态特性不仅决定着工件的表面质量,还决定着数控机床的高速化发展.磁悬浮电主轴又是目前高速机床的首选,而磁悬浮轴承的等效刚度和阻尼将极大的影响电主轴转子系统及刀具端的动态特性.除此之外,切削力系数和切削阻尼也将影响电主轴转子系统及刀具端的动态特性.为此,以主动磁轴承支承的柔性电主轴为研究对象,研究了主动磁轴承等效刚度及切削力系数对电主轴转子系统模态及临界转速的影响;主动磁轴承等效刚度和阻尼及切削力系数和阻尼对刀具端频率响应的影响.结果表明主动磁轴承的等效刚度对电主轴转子的模态频率影响较大,而切削力系数影响较小:对刀具端的频率响应研究结果表明,随着主动磁轴承等效刚度和切削力系数的增大,二者都将增大刀具端频率响应的最大负实部及虚部的位置和最大负实部及虚部的值,但切削力系数的影响较大;而主动磁轴承等效阻尼和切削阻尼仅影响刀具端的频率响应最大负实部及虚部的值的大小,而不影响其发生的位置,且切削阻尼的影响较大.对刀具端的动态分析将为高速切削的稳定性及振动控制提供一定的基础.

摘要： 文章利用图形化编程语言LabVIEW构建了一个切削过程在线监视系统，实现切削数据的采集和计算，将结果送往屏幕输出显示，并利用LabSQL工具包访问数据库，实现数据插入、存储和查询的功能。

摘要： 本文以数控车床培训仿真系统为例,采用Director Shockwave 3D作为数控培训仿真系统中虚拟现实部分的解决方案,通过提出一个控制圆柱体每个圆切面半径大小的算法,动态模拟了待加工毛胚的切削过程.

摘要： 本文采用采集机床主电动机瞬时功率信号的方法来获取切削过程中的刀具状态信息,在试验基础上获取了刀具自然磨损和各种切削条件下的大量数据,建立了功率信号时序AR模型,并对模型参数进行自适应估计.

摘要： 对加工过程的研究,大多都只侧重于它的几何特性,而忽略了它的物理特性.如因切削力引起的加工件的变形将直接影响其加工质量.此类因素是不能忽略的.本文对虚拟加工过程模型进行了研究,详细讨论了零件在加工过程中的基于Z-Buffer的中间模型的建立和计算方法,并在该模型的基础上,研究了材料切削过程中产生的瞬时切削力模型.该研究所依据的平台包括:SolidWorks,CAMWorks,Cosmos/Works.

摘要： 车削系统的力约束控制是机械加工自动化研究的热点，迄今仍未能有效地解决切削过程中切削深度变化时控制系统的稳定性和鲁棒性等问题。本文提出增益模糊自整定的增量式神经元非模型控制方法，通过在线学习来改变控制系统的增益，使切削力在切削深度大范围变化时保持恒定，达到改善切削过程的动态品质、增强控制系统稳定性的目的。并针对某车削系统进行了仿真实验研究，结果表明本算法非常简单，具有根强的鲁棒性、抗干扰性和满意的控制品质。

摘要： 本发明公开了一种海底矿物切削过程中切屑落点位置实验装置，包括切削模拟装置和洋流环境模拟装置，所述洋流环境模拟装置包括水箱、水管和水泵，所述水箱两侧面设有接口，所述水管两端分别连接水箱的两个接口，水管上设有水泵，所述切削模拟装置包括矿物筒、推杆、刀盘、电动机和支架，所述电动机和支架位于水箱内，支架固定安装在水箱底面，支架顶部设有电动机，电动机的输出轴上设有刀盘，刀盘正上方设有矿物筒，矿物筒安装在水箱顶面上，矿物筒内装有矿物，矿物的下端与刀盘相对。本发明结构简单、操作方便，能模拟海底矿物切削过程和海底洋流环境，可用于开展海底矿物切削过程中切屑落点位置实验研究。

摘要： 一种煤岩切削过程中钻屑平均粒径预测方法，包括以下步骤，制作煤岩切削模型，在切削模型上设定破裂线AB；根据切削模型得到破裂线AB上载荷分布；建立极限平衡状态下，建立破裂线AB上的力学平衡方程：根据摩尔应力圆包络线推导出岩石破坏时的应力条件；计算钻头旋转一周切入深度为z时，求解钻渣平均粒径Xi。本发明的预测方法原理科学，步骤清晰，便于操作，结合实验得出的数据使预测结果较为精确，为钻具结构及排渣动力参数设计提供理论参考，对提高煤岩切削过程中钻屑的排出效率具有重要意义。

摘要： 一种刀具切削过程中的摩擦系数计算方法和剪切应力计算方法，包括如下：1)选定切削加工的刀具和切削材料；2)测量在不同切削参数条件下加工所述切削材料时，刀具沿直径方向和进给方向的切削力，并导出稳定切削阶段一个周期内的进给方向切削力变化Fx和沿刀具直径切削力变化Fy；3)计算刀具的切削刃从切入切削材料到切出切削材料的过程中的切向力FT和法向力FR；4)计算摩擦系数，得到不同切削参数下，每个切削刃在切削过程中的摩擦系数，取平均值作为刀具切削过程中的摩擦系数。采用本发明获得的摩擦系数和剪切应力能够满足快速计算切削力的需求且与实际切削力相差较小，便于刀具设计中进行不同设计方案切削力的对比。

摘要： 本发明公开了一种海底矿物切削过程中切屑落点位置实验装置，包括切削模拟装置和洋流环境模拟装置，所述洋流环境模拟装置包括水箱、水管和水泵，所述水箱两侧面设有接口，所述水管两端分别连接水箱的两个接口，水管上设有水泵，所述切削模拟装置包括矿物筒、推杆、刀盘、电动机和支架，所述电动机和支架位于水箱内，支架固定安装在水箱底面，支架顶部设有电动机，电动机的输出轴上设有刀盘，刀盘正上方设有矿物筒，矿物筒安装在水箱顶面上，矿物筒内装有矿物，矿物的下端与刀盘相对。本发明结构简单、操作方便，能模拟海底矿物切削过程和海底洋流环境，可用于开展海底矿物切削过程中切屑落点位置实验研究。

摘要： 本发明公开了一种海底矿物切削过程模拟及切屑自动分选装置，包括切削过程模拟装置和切屑自动分选装置，切屑自动分选装置包括转盘、分选电机、切屑桶，所述转盘下表面与分选电机的输出轴固接，转盘上表面设有挡圈，切削过程模拟装置位于切屑自动分选装置正上方，切削过程模拟装置设有出料口，所述出料口位于挡圈外侧且与转盘上表面留有空隙，所述转盘下部外侧设有切屑桶，切屑桶为上端开口的环形容器，切屑桶与转盘同心安装。本发明将海底矿物切削过程模拟装置和切屑自动分选装置集于一体，不仅可以模拟矿物的切削过程，获取不同切削参数下的切屑，而且可以根据尺寸大小实时分选切削过程中产生的切屑，快速获取切屑尺寸的分布规律。

摘要： 本发明涉及切削加工技术领域，具体地说，涉及一种基于切削过程多源感知的工件低损伤变形控制系统，包括系统液压回路、系统气压回路、系统机械结构、变形控制装置的总体控制、变形控制装置水射流压力的独立调节模块和切削过程损伤多源感知模块。本发明设计采用一种基于水射流的工件变形柔性支撑装置替代传统接触式支撑装置，通过将高压水流喷在工件的表面，实现对工件的非接触式柔性支撑，避免支撑损伤；通过在竖直方向与水平方向分别设有柔性变形控制装置，根据柔性变形控制装置内置的位移传感器的位移信号，调节其输出的水射流压力，实现对工件多方向自适应支撑，保证工件的加工精度和稳定性；同时，柔性变形控制装置包括八个独立腔室，每个腔室通过比例节流阀独立调节其腔室的水流压力，实现变形控制装置输出支撑力的大范围高精度调节；通过对车刀进给力的在线感知，监测工件和刀具是否处于正常的加工状态，便于调整加工策略，避免工件或刀具出现进一步的加工损伤，保证工件的加工质量。

摘要： 本发明公开了一种用于智能加工产线切削过程能耗仿真预测的方法，本发明以智能加工产线切削过程中的切削速度、切削深度和进给量为因变量，切削能耗为自变量，基于实际生产过程数据，借助Design‑expert软件进行仿真，建立切削速度、切削深度、进给量和切削能耗之间相互关系的三次多项式拟合方程模型；并结合方差分析表，对模型进行了化简。此模型所需数据样本少，模型精确度高，克服了离散加工过程中，能耗的数据获取困难，建模困难，模型精度不够的问题。本发明利用Design‑expert软件平台，结合实际生产过程数据，进行能耗仿真预测，提升了能耗预测模型的精度。

摘要： 本发明公开了基于CBAS‑ELM算法的切削过程能耗仿真预测方法，属于数控机床能耗预测技术领域。该方法针对天牛须算法存在的收敛慢，求解精度低，易陷入局部最优等问题，采用混沌优化算法中的logistic映射对天牛须算法进行改进，利用混沌扰动产生的混沌变量进行搜索，以减少天牛须算法随机搜索解；改进后的天牛须算法在迭代的第一部分使用混沌扰动机制执行全局搜索，而迭代的后半部分则基于原始行为执行局部搜索，从而加快收敛速度。进一步的，针对极限学习机的权重和阈值是随机生成的导致的ELM网络不稳定，预测精度低的问题，本申请使用改进后的天牛须算法来优化ELM权重和阈值从而提高了ELM的稳定性，进而提高了预测精度。

摘要： 本实用新型公开了一种红外光学材料切削过程中特种切削液均匀雾化装置，本实用新型涉及切削技术领域,包括存储室，所述存储室的顶部中心固定连接有第一固定框，所述第一固定框的内壁固定连接有驱动电机，所述驱动电机的输出端固定连接有联轴器，所述联轴器的底部固定连接有转轴，所述转轴的表面等距固定连接有搅拌框，所述存储室的下部一侧固定连接有第二固定框，所述第二固定框的内壁固定连接有增压泵，该一种红外光学材料切削过程中特种切削液均匀雾化装置，解决了目前使用的切削装置，切削液一般采用浇灌式，切削液的流量较大，容易造成切削液的浪费，增加加工成本，而且切削液过多容易产生渗漏损坏切削装置的问题。

摘要： 本实用新型涉及一种切削刀具，特别是一种能够降低切削过程中切削应力的刀头。所述刀头（11）为六面体状，刀头（11）的顶面为前刀面（114），所述前刀面（114）中响相邻的两条侧棱分别构成刀头（11）的主切削刃（111）和副切削刃（112），其特征在于：所述刀头（11）的前刀面（114）的中心设有固定孔（113），刀头的主切削刃（111）为一个弧面。使得刀头在切削时与工件的接触由线性接触变成弧面接触，这就有效的延长了切削刃与被加工工件的接触长度，分散了切削过程中的切削应力，从而减缓了刀头切削过程中的应力磨损，延长了刀头的使用寿命。