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基于Python语言金属切削仿真平台开发
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作者 王伏林 陶琪 徐磊磊 《吉林大学学报:工学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期492-498,共7页
在ABAQUS软件环境下,采用Python语言对金属切削过程进行二次开发,建立了金属切削仿真平台,实现了金属切削加工过程快速建模和仿真结果的自动化输出。基于所建仿真平台,进行正交切削仿真,将仿真结果与切削试验数据对比,验证了切削仿真模... 在ABAQUS软件环境下,采用Python语言对金属切削过程进行二次开发,建立了金属切削仿真平台,实现了金属切削加工过程快速建模和仿真结果的自动化输出。基于所建仿真平台,进行正交切削仿真,将仿真结果与切削试验数据对比,验证了切削仿真模型.建立了变硬度材料切削仿真模型,并分析了变硬度材料的切削加工规律,探究了斜角切削时刀具前角和刃倾角对切削力的影响规律。本文研究将为切削加工机理分析和切削参数优化提供良好和高效的分析平台。 展开更多
关键词 机械工程 PYTHON语言 金属切削 仿真平台 变硬度切削 斜角切削
刃倾角对7055铝合金高速切削过程的影响研究 预览
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作者 于晓 王优强 +2 位作者 张平 刘纪新 宗成国 《制造技术与机床》 北大核心 2019年第9期82-86,共5页
基于有限元软件DEFORM建立7055铝合金高速斜角切削的三维仿真模型,采用满足“三高”特性的本构方程表征材料的本构关系,得到了斜角切削下的切削状态以及刃倾角对切削力和切削温度的影响,并进行了实验验证。结果表明,随着刃倾角的增大,F... 基于有限元软件DEFORM建立7055铝合金高速斜角切削的三维仿真模型,采用满足“三高”特性的本构方程表征材料的本构关系,得到了斜角切削下的切削状态以及刃倾角对切削力和切削温度的影响,并进行了实验验证。结果表明,随着刃倾角的增大,Fx逐渐增大而Fy逐渐减小,Fz略微增大但总体变化不大,切削过程中的最高温度先降低后升高,当刃倾角λs=30°~40°时,切削温度最低。 展开更多
关键词 斜角切削 本构方程 切削 切削温度
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基于等效平面的斜角切削仿真分析 预览
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作者 王伏林 肖珞琼 +1 位作者 陶琪 张帅 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2018年第3期108-114,148共8页
单刃螺旋立铣可视为斜角切削,基于等效平面法分析切削过程更符合斜角切削特性。对斜角切削的二维止交建模方式进行优化,提出了基于等效平面的二维建模方法,在等效平面上将三维斜角切削转化为二维正交切削:推导出等效平面内刀具等效... 单刃螺旋立铣可视为斜角切削,基于等效平面法分析切削过程更符合斜角切削特性。对斜角切削的二维止交建模方式进行优化,提出了基于等效平面的二维建模方法,在等效平面上将三维斜角切削转化为二维正交切削:推导出等效平面内刀具等效参数,建立基于等效平面的二维正交模型。将其仿真结果与基于主剖面的二维模型的仿真结果进行对比,并结合以往文献中基于主剖面的二维模型的仿真值与试验值进行对比分析,通过研究表明,基于等效平面的二维建模方法可适当提高斜角切削的二维仿真结果的精度,因此,等效平面法可为斜角切削二维建模的优化提供参考。 展开更多
关键词 等效平面 刀具等效参数 二维正交模型 斜角切削 有限元仿真
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超声铣削C/C复合材料铣削力的理论建模 预览
4
作者 高国富 胡二娟 +1 位作者 向道辉 赵波 《振动与冲击》 CSCD 北大核心 2018年第10期8-13,共6页
在平面立铣刀轴向施加纵向超声振动,对超声铣削C/C复合材料的铣削力进行解析。考虑C/C复合材料的层状结构模型和立铣刀的几何模型,以及铣削加工中铣刀旋转为主运动的运动特征,运用斜角切削理论、等效平面和二维正交切削圆的理论对超声... 在平面立铣刀轴向施加纵向超声振动,对超声铣削C/C复合材料的铣削力进行解析。考虑C/C复合材料的层状结构模型和立铣刀的几何模型,以及铣削加工中铣刀旋转为主运动的运动特征,运用斜角切削理论、等效平面和二维正交切削圆的理论对超声振动辅助铣削C/C复合材料的铣削力进行建模,获得了超声铣削中的等效平面角的变化规律。并通过数值模拟与实验讨论了超声辅助铣削加工C/C复合材料时随刀具旋转角度变化的铣削力特征。实验结果表明:铣削力的理论曲线的波形变化趋势与实际测得的铣削力的趋势一致。 展开更多
关键词 超声铣削 铣削力 斜角切削 等效平面
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基于斜角切削理论铣削功率动态模型研究 预览
5
作者 张学豪 赵刚 +1 位作者 王强 阮丹 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2018年第9期16-19,共4页
铣削功率动态建模对于机床能耗评估具有重要意义,采用圆柱螺旋立铣刀,建立了铣削功率的动态预测模型。将立铣刀离散成一系列无限小的斜角切削单元,运用斜角切削理论建立了流动应力关于应力、应变率和温度的方程,采用数值方法计算出流动... 铣削功率动态建模对于机床能耗评估具有重要意义,采用圆柱螺旋立铣刀,建立了铣削功率的动态预测模型。将立铣刀离散成一系列无限小的斜角切削单元,运用斜角切削理论建立了流动应力关于应力、应变率和温度的方程,采用数值方法计算出流动应力,将流动应力转化为铣削力,再将铣削力转换为铣削功率。最后对45#钢进行多组不同铣削用量的立铣实验,实验结果表明,建立的铣削功率动态模型误差在10%左右,并且分析了产生误差的原因。 展开更多
关键词 铣削功率模型 铣削加工 流动应力 斜角切削
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球头铣刀动态铣削力数值仿真 预览 被引量:2
6
作者 雷星 廖平 《计算机仿真》 北大核心 2017年第1期180-185,共6页
为了优化设计球头铣刀铣削复杂曲面的铣削力,将切削刃离散为切削微元,建立斜角切削模型。在等效平面内综合虑加工硬化、应变率及温度的影响,将二维正交切削Oxley模型沿用到斜角模型中计算流动应力及微元切削力。利用铣削刀具一工件... 为了优化设计球头铣刀铣削复杂曲面的铣削力,将切削刃离散为切削微元,建立斜角切削模型。在等效平面内综合虑加工硬化、应变率及温度的影响,将二维正交切削Oxley模型沿用到斜角模型中计算流动应力及微元切削力。利用铣削刀具一工件接触区域确定刀刃微元切削状态,建立任意进给方向及曲面曲率的铣削力数值模型。运用Ansys—Dyn软件进行金属三维切削仿真分析,经结果对比验证,提出铣削力数值模型的有效性,且计算时间和所需存储空间远远小于有限元分析。证明改进数值模型可作为立铣,车削及钻削等其它金属加工方式的优化设计参考。 展开更多
关键词 球头铣刀 切削接触区域 斜角切削 流动应力
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复合钻削刀具负载的建模与验证研究 预览 被引量:1
7
作者 李江连 胡春美 +1 位作者 倪敬 张志霄 《机电工程》 CAS 2017年第3期224-229,共6页
针对复合钻削刀具钻孔过程负载计算误差较大,负载动特性预测精度较低的问题,对复合钻削的切削负载动态过程进行了研究。基于斜角切削理论,针对主切削刃负载和倒角刃单元负载受力分析,分别建立了主切削刃和倒角刃的等效切削模型。由于复... 针对复合钻削刀具钻孔过程负载计算误差较大,负载动特性预测精度较低的问题,对复合钻削的切削负载动态过程进行了研究。基于斜角切削理论,针对主切削刃负载和倒角刃单元负载受力分析,分别建立了主切削刃和倒角刃的等效切削模型。由于复合钻削过程的复杂性,采用数学分析和经验值相结合的方法,提出了钻削过程动态负载模型。同时考虑钻削过程中主轴径向跳动对切削性能的影响,进一步优化了复合钻削负载模型。通过对复合刀具不同刃不同切削工况的负载叠加融合,提出了复合钻削动态负载模型,并进行了仿真和实验。结果表明,考虑主轴径向跳动所建立模型相较于未考虑主轴径向跳动模型更能够准确地描述复合钻削刀具的动态负载特性,其负载误差比未考虑主轴跳动的情况减小了10%。 展开更多
关键词 复合钻削 等效模型 主轴径向跳动 斜角切削
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基于斜角切削模型的铣削加工稳定性研究 预览 被引量:1
8
作者 魏子淇 王家序 +3 位作者 周青华 熊青春 杨勇 王洪乐 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2017年第12期41-45,50共6页
针对零件加工过程中发生的颤振现象,结合大型A/B摆五轴龙门铣床,在斜角切削模型的基础上进行了铣削稳定性的研究。基于斜角切削的工作正交平面和法平面参考坐标系,引入切削力系数的修正形式;将切削刃微元在局部坐标系下进行切向、径向分... 针对零件加工过程中发生的颤振现象,结合大型A/B摆五轴龙门铣床,在斜角切削模型的基础上进行了铣削稳定性的研究。基于斜角切削的工作正交平面和法平面参考坐标系,引入切削力系数的修正形式;将切削刃微元在局部坐标系下进行切向、径向分解,经过坐标变换得到在整体坐标系下的切削分量,通过积分求和得到整个铣刀上的切削力。在此基础上采用完全离散解析法对颤振稳定域叶瓣图进行仿真,仿真结果表明,铣削过程中参数选取与颤振临界切削深度存在非线性关系;随着斜角切削刃倾角的增大,临界切削深度加深,稳定区域变大,铣削加工颤振的稳定性得到改善。 展开更多
关键词 斜角切削 表面质量 铣削稳定性 稳定性叶瓣图
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整体式立铣刀三维建模及切削力预测研究 预览
9
作者 史文 谷美林 +2 位作者 刘慧娟 李宁 穆金成 《工具技术》 北大核心 2017年第4期44-48,共5页
针对立铣刀三维建模困难及铣削时切削力难以预测等问题,根据微分几何原理建立立铣刀数学模型。基于数学模型将铣刀切削刃离散成斜角切削单元,根据剪切区应力、应变和温度控制方程,由材料本构方程计算流动应力,通过坐标变换关系建立铣削... 针对立铣刀三维建模困难及铣削时切削力难以预测等问题,根据微分几何原理建立立铣刀数学模型。基于数学模型将铣刀切削刃离散成斜角切削单元,根据剪切区应力、应变和温度控制方程,由材料本构方程计算流动应力,通过坐标变换关系建立铣削力预测模型。得到的铣削力与已有铣削试验数据一致,验证了铣削力模型的有效性。 展开更多
关键词 立铣刀 斜角切削 铣削力 数学模型
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弧齿锥齿轮铣齿机铣削力建模与切齿试验 预览 被引量:2
10
作者 石锐 邓效忠 +1 位作者 蒋闯 付愉 《河南科技大学学报:自然科学版》 CAS 北大核心 2017年第1期15-20,27共7页
为了提高铣齿机的切齿性能,提出了一种瞬时未变形切削宽度和厚度的计算方法。根据瞬时未变形切屑面积公式,采用斜角切削理论和材料Johnson-Cook本构方程,计算出剪切区流动应力,构建了展成法粗铣弧齿锥齿轮小轮的铣削力模型。编写出铣削... 为了提高铣齿机的切齿性能,提出了一种瞬时未变形切削宽度和厚度的计算方法。根据瞬时未变形切屑面积公式,采用斜角切削理论和材料Johnson-Cook本构方程,计算出剪切区流动应力,构建了展成法粗铣弧齿锥齿轮小轮的铣削力模型。编写出铣削力仿真程序,通过计算分析得出铣削力与切削速度和进给量之间的关系,进行了切齿试验。仿真结果与试验结果基本吻合,验证了所建立铣削力模型的正确性。 展开更多
关键词 弧齿锥齿轮 斜角切削 铣削力模型 仿真 切齿试验
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CFRP/Al叠层结构钻铰锪一体制孔切削力建模与预测技术 预览
11
作者 王宁 张开富 祝起凡 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2016年第1期91-97,共7页
针对钻铰锪复合刀具一体制孔过程,构建瞬时切削力模型,为制孔切削力优化、抑制CFRP/Al叠层结构的制孔缺陷提供理论依据。将CFRP/Al叠层结构钻铰锪一体制孔过程拆分为钻削、铰削、锪窝,基于CFRP与Al的细观斜角切削模型,分别建立钻削、铰... 针对钻铰锪复合刀具一体制孔过程,构建瞬时切削力模型,为制孔切削力优化、抑制CFRP/Al叠层结构的制孔缺陷提供理论依据。将CFRP/Al叠层结构钻铰锪一体制孔过程拆分为钻削、铰削、锪窝,基于CFRP与Al的细观斜角切削模型,分别建立钻削、铰削、锪窝过程的动态切削力(轴向力与扭矩)模型。根据切削特点及所处切削状态对制孔过程进行阶段划分,利用钻削、铰削以及锪窝的切削力模型,计算出相应阶段的切削力。根据工作前角数学模型,分别建立钻削、铰削、锪窝过程的前角均值、剪切角均值和摩擦角均值的数学模型,并且给出纤维方向角关于时间的变化模型。基于接触力学理论建立横刃的切削力模型,最终形成CFRP/Al叠层结构钻铰锪一体制孔刀具的瞬时切削力的模型。最后,搭建制孔试验平台,进行钻铰锪一体制孔试验,验证瞬时切削力模型的正确性与可靠性。 展开更多
关键词 CFRP/AL叠层结构 斜角切削 钻铰锪一体制孔 切削
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煤机配件斜角切削工艺研究
12
作者 李希臻 李腾训 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2016年第11期300-301,共2页
基于数控机床对煤机配件斜角切削工艺进行试验分析,研究切削速度对刀具磨损、切削力的影响。结果表明:随着刀具切削速度的增加刀具磨损量显著增加,且基本呈现线性增加的趋势;切削刀面切削力及摩擦力变化趋势大体相同。
关键词 斜角切削 刀具磨损 切削
基于斜角切削的曲线端铣切削力建模 预览 被引量:5
13
作者 罗智文 赵文祥 +4 位作者 焦黎 高守锋 刘志兵 颜培 王西彬 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期184-192,共9页
切削力预测是制定与优化加工工艺的重要环节。针对曲线端铣加工过程,提出一种基于斜角切削的切削力建模方法。将刀具沿轴向微分,以曲线微分几何计算微元刃上的工作基面。在微元刃的工作法平面参考系中,应用最小能量原理,构建微元刃中力... 切削力预测是制定与优化加工工艺的重要环节。针对曲线端铣加工过程,提出一种基于斜角切削的切削力建模方法。将刀具沿轴向微分,以曲线微分几何计算微元刃上的工作基面。在微元刃的工作法平面参考系中,应用最小能量原理,构建微元刃中力矢量、速度矢量、流屑角、法向摩擦角、法向剪切角及剪应力等切削参数之间的约束。以单齿直线铣削试验对切削参数进行标定,其中法向摩擦角、法向剪切角及剪应力等可表示为瞬时未变形切屑厚度的函数。选取高强度钢PCrNi3MoVA试件,分别进行圆弧和Bézier曲线端铣加工试验。试验结果表明,曲线端铣时切削力的变化与瞬时进给方向和曲线曲率相关。切削力预测值的幅值大小和变化趋势与试验值一致,验证了该切削力建模方法的有效性。 展开更多
关键词 切削 曲线端铣 斜角切削 最小能量原理
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基于斜角有限元仿真的齿轮铣削力预测研究
14
作者 王蕾 宰守香 崔艳梅 《机械传动》 CSCD 北大核心 2016年第7期165-168,共4页
针对采用机械力学模型或铣削有限元仿真方法计算齿轮铣削力耗时且繁琐的难题,提出了一种基于斜角有限元仿真的铣削力预测方法。该方法将铣刀的切削刃离散成无限小的微元斜角切削过程,通过一系列斜角切削过程仿真,拟合得出了切削力系数... 针对采用机械力学模型或铣削有限元仿真方法计算齿轮铣削力耗时且繁琐的难题,提出了一种基于斜角有限元仿真的铣削力预测方法。该方法将铣刀的切削刃离散成无限小的微元斜角切削过程,通过一系列斜角切削过程仿真,拟合得出了切削力系数与未变形切削厚度之间的关系;然后通过几何变换,将所求得切削力系数运用于铣削过程,得到了作用在齿轮刀具上的瞬时切削力。通过与实际铣削仿真得到的结果进行对比,结果表明,斜角切削有限元仿真方法可以应用到齿轮轮齿的铣削过程中,并验证了所提出方法的有效性,为齿轮制造过程中力的预测及后续齿轮加工表面完整性研究奠定了较好基础。 展开更多
关键词 铣削力 斜角切削 有限元仿真 切削力系数
可转位浅孔钻的径向力分析及试验研究 预览
15
作者 冀海方 闫香英 +1 位作者 董志国 轧刚 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2016年第3期83-87,共5页
为了分析可转位浅孔钻钻孔的径向力,将可转位浅孔钻的切削刃离散为一系列无限小的单刃斜角切削单元。借用单刃斜角切削模型,并根据斜角切削和钻削之间的力变换关系对可转位浅孔钻钻孔的切削力进行分析。通过分析可转位浅孔钻切削刃上... 为了分析可转位浅孔钻钻孔的径向力,将可转位浅孔钻的切削刃离散为一系列无限小的单刃斜角切削单元。借用单刃斜角切削模型,并根据斜角切削和钻削之间的力变换关系对可转位浅孔钻钻孔的切削力进行分析。通过分析可转位浅孔钻切削刃上各点的几何角度,确定相应斜角切削单元的几何角度。最后对A17050-T7451进行多组不同切削参数的钻削实验,数值计算和实验结果的比较验证了所提出数学模型的有效性。 展开更多
关键词 可转位浅孔钻 径向力 斜角切削 几何角度
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外圆车削过程的解析建模与实验验证 预览
16
作者 李炳林 《机械工程师》 2015年第10期223-225,共3页
提出了一种解析方法用于研究带有刀尖圆弧过渡刃的非自由车削过程。把外圆车刀的切削刃划分成许多段小的直切削刃,每个离散刃可用斜角切削理论进行建模,它们的切削参数可通过坐标系旋转关系得到。假设每个离散切屑受侧向约束力的强制作... 提出了一种解析方法用于研究带有刀尖圆弧过渡刃的非自由车削过程。把外圆车刀的切削刃划分成许多段小的直切削刃,每个离散刃可用斜角切削理论进行建模,它们的切削参数可通过坐标系旋转关系得到。假设每个离散切屑受侧向约束力的强制作用而流向同一方向,根据受力平衡方程,可以得到每个离散切屑上的切削力和主切削刃的流屑角。计算外圆车削的切削力是通过对所有离散切屑所受的切削力进行累加求和。最后,用不同刀尖圆弧半径的车刀对304不锈钢进行了外圆车削实验,测量的车削力与提出模型预测的结果是比较一致的。 展开更多
关键词 非自由切削 车削力 刀尖圆弧刃 斜角切削
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基于斜角切削模型的机夹式球头铣刀切削力预测研究 预览 被引量:2
17
作者 李刚 王扬渝 +1 位作者 王慧强 周浩东 《制造技术与机床》 北大核心 2014年第6期共4页
针对机夹式球头铣刀铣削倾斜表面,基于斜角切削理论建立了镜面球头铣刀刃片的刃线模型和淬硬钢铣削切削力预测模型.铣削实验表明,使用该模型的切削力预测值与实验值吻合良好,最大误差约为10%,验证了模型的准确性.
关键词 斜角切削 机夹式球头铣刀 切削力预测
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斜角切削条件下45钢切削过程的三维数值仿真 预览 被引量:1
18
作者 孙华亮 涂杰松 +3 位作者 王鼎 徐建华 段海涛 李健 《工具技术》 2013年第5期16-19,共4页
传统金属切削仿真往往局限于二维仿真。本文基于有限元软件ABAQUS/Explict建立了三维斜角切削模型,并对45钢的切削过程进行了数值模拟。试验结果表明,在刀具切削过程中,刀尖接触区会发生严重的不均匀塑性变形。并且在刀具切削金属... 传统金属切削仿真往往局限于二维仿真。本文基于有限元软件ABAQUS/Explict建立了三维斜角切削模型,并对45钢的切削过程进行了数值模拟。试验结果表明,在刀具切削过程中,刀尖接触区会发生严重的不均匀塑性变形。并且在刀具切削金属时,由于前刀面常处于高温高压的状态极易发生月牙洼磨损,同时刀具刃倾角的存在会使得切屑发生一定的横向卷曲。模拟切屑外形与试验切屑结果一致,另外模拟切削力数值与实际车削力理论公式计算结果吻合。模拟结果对金属切削加工及刀具理论研究具有重要的指导意义。 展开更多
关键词 斜角切削 ABAQUS 45钢 数值仿真
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华硕G46VW 预览
19
《新潮电子》 2013年第5期70-71,共2页
源于隐形战机外观 华硕G46VW设计灵感来自F117隐形战机的浑圆鼻椎-机身表面采用磨砂黑色隐形涂层,赋予用户温润触感.而延续了G系列斜角切削的设计-机身利落有型且具有十足张力。14英寸的华硕646VW相比华硕前几代ROG系列笔记本更强调整... 源于隐形战机外观 华硕G46VW设计灵感来自F117隐形战机的浑圆鼻椎-机身表面采用磨砂黑色隐形涂层,赋予用户温润触感.而延续了G系列斜角切削的设计-机身利落有型且具有十足张力。14英寸的华硕646VW相比华硕前几代ROG系列笔记本更强调整机便携性.更大量运用斜切面和棱角设计,追求机身整体质感和张力的同时降低机身整体厚度,并舍弃了不常用的内置光驱设计。 展开更多
关键词 华硕 设计灵感 隐形战机 F117 斜角切削 内置光驱 机身 便携性
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基于斜角切削的铣削力三维数值模拟 预览 被引量:5
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作者 王保升 左健民 +1 位作者 汪木兰 侯军明 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2011年第11期 38-42,共5页
采用有限元软件建立反映金属切削过程中高温、大应变、大应变率的模型,模拟了Al6061-T6铣削加工中刀具微元的斜角切削过程,得到了微元切削力的变化曲线。利用不同切削厚度的仿真结果,分析了切削力、切削力系数与厚度的关系,建立了切削... 采用有限元软件建立反映金属切削过程中高温、大应变、大应变率的模型,模拟了Al6061-T6铣削加工中刀具微元的斜角切削过程,得到了微元切削力的变化曲线。利用不同切削厚度的仿真结果,分析了切削力、切削力系数与厚度的关系,建立了切削力系数与切削厚度的函数关系模型。利用此模型,模拟了瞬时铣削力。通过铣削试验获得了相同铣削条件下的铣削力,与模拟铣削力比较,发现两者具有良好的一致性,证明了模型的正确性。为复杂工况下铣削力的研究、工件变形预测以及铣削工艺参数优化奠定了基础。 展开更多
关键词 铣削力 数值模拟 斜角切削 切削力系数
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