基于圆弧刀补偿加工的平面调制切削技术研究

针对尖刀加工的平面调制微结构表面质量差以及尖刀顶部尖角易磨损的现象,本文系统分析了尖刀在加工平面调制结构时轮廓误差的形成机理,发现了尖刀加工调制表面的轮廓误差大且存在难以补偿的特性,调制结构的轮廓误差与刀尖宽度成正比,与调制的周幅比值(λ/a)成反比.为此,本文提出了采用圆弧刀具结合刀具半径补偿方法以降低平面调制样品轮廓误差的技术方案.实验结果表明,采用圆弧刀结合刀具补偿方法对平面调制结构的轮廓精度提升具有显著作用,相比于尖刀切削,圆弧刀补偿加工的一维调制样品获得了更高的表面质量和轮廓精度.针对幅值a=4μm,周期λ=60μm的平面调制样品,采用圆弧刀补偿加工方案,调制样品的表面粗糙度Ra值由59.66 nm降至21 nm,轮廓误差精度提高了约20%.

超声振动超精密车削Ti6Al4V的表面质量研究

为研究超声振动辅助超精密车削Ti6Al4V切削性能,使用Son-x公司的UTS one设备使单晶金刚石刀具在切削方向振动,使用350FG摩尔Nanotech 4轴机床进行加工,采用四因素三水平正交试验,试验因素为切削速度、切削深度、进给速度和刀具振幅,切削力、表面粗糙度为评价指标。采用Zygo的Nexview 8050三维光学表面轮廓仪测量表面粗糙度;采用Kistler 9256B三相测力仪测量主切削力、进给抗力、切深抗力;采用日立TM3000扫描电镜对切屑进行观察。结果表明:切削速度对表面粗糙度和切削力的影响最大,切削深度和刀具振幅影响次之,进给速度对表面粗糙度和切削力均无显著影响;提高刀具振幅从总体趋势上可以降低切削力和表面粗糙度;随着切削速度的提高,即使切削速度远低于传统公式中计算出来的临界切削速度,切屑也会从平整带状变为两侧呈规律性锯齿状的带状,进而成为散裂状并且中间出现裂纹的切屑,在刀具振幅下降的过程中,以上现象更为明显。

基于“CAXA数控车”的数控车床加工优化探析

为了更好地运用“CAXA数控车”软件,采用了手工编程与自动编程对比的办法,通过对常用模块的分析和样品加工,对编程加工进行了优化探索。结果表明,“CAXA数控车”自动编程在加工策略、编程难度、编程效率等方面虽不能做到面面俱到,但优势明显,建议根据软件特点,利用优势使数控车床加工在策略、效率等方面达到更好的效果。

考虑结合部热变形的滚动导轨刚度特性分析

为提高滚动导轨副动态刚度,基于弹性力学中Hertz接触理论,考虑外载荷、预紧力、热变形等因素的影响下,对滚动导轨副进行了动态Hertz接触刚度建模。从单个滚珠-滚道接触特性出发,对比分析了滚珠-滚道接触变形关系。以某NSK直线导轨为对象,分析了导轨副在3种预紧力等级下不同垂直载荷对导轨副刚度特性影响规律。运用有限元软件对比仿真分析了不同垂直载荷下导轨副Hertz接触变形以及热变形对导轨副接触刚度的影响,结果表明:预紧力对临界载荷的影响较大从而影响滚动导轨副的刚度;摩擦热变形随着载荷的增加使导轨副接触刚度降低,对比验证了考虑热变形的接触刚度建模方法的合理性以及模型的准确性。

KDP晶体微塑性域增强金刚石切削方法研究

针对KDP在SPDT切削过程中容易产生凹坑、划痕、裂纹等表面缺陷问题,提出利用热激励的方式增大KDP晶体塑性切削域深度,降低各向异性、机床运动误差、环境振动等因素对加工过程的影响,进而提高SPDT切削加工过程稳定性的方法。通过纳米压痕试验获得了KDP晶体表面在不同温度状态下的硬度和脆塑性转变深度变化规律,并在SPDT机床上采用金刚石刀具开展了KDP晶体飞切划痕实验,进一步验证了适当提高KDP晶体温度可以增大KDP晶体脆塑性转变临界切削深度。在此基础上,对KDP晶体开展了不同温度状态下的切削实验,实验结果表明在相同工艺参数下,随着温度的升高,表面粗糙度Sa值从3.2nm降低至1.6nm。

响应耦合子结构法的轴类工件频响函数预测

轴类工件切屑过程中,容易产生颤振影响加工稳定性,快速计算工件频响函数,便能为防止颤振提供依据。由于车削加工工件频繁更换,针对以往测量工件频响函数往往采用锤击法需要重复测量等问题,提出一种改进的子结构划分方法。该方法将主轴-卡盘-工件系统划分为主轴-卡盘-夹持部分、工件悬伸部分,使用子结构响应耦合法(RCSA)、有限差分法、Timoshenko梁模型求取轴类工件任意截面频响函数,并利用该方法探究了尾座对工件频响函数的影响。此划分方法避免了结合面的参数辨识,能够快速方便预测工件任意截面频响函数,与仿真所得频响函数进行对比,预测结果与仿真结果对比误差在5.38%以内,验证了该预测模型的有效性。

基于表面粗糙度和反射率多目标优化的6061铝合金超精密车削工艺研究

目的探究工艺参数对6061铝合金滚压件超精密车削性能的影响,对工件超精密车削加工表面粗糙度和表面光学反射率进行协同优化研究。方法首先,对6061铝合金材料表面进行单向超声振动滚压以提高工件表面质量。其次,设计了四因素四水平的超精密车削正交试验,研究了切削工艺参数(主轴转速、进给速度、背吃刀量、刀尖半径)对6061铝合金滚压件表面粗糙度及表面光学反射率的影响规律。最后,采用灰色关联分析方法,将多个工艺目标参数优化问题转化为单目标的灰色关联度优化问题,通过超精密车削试验对优化结果进行验证。结果主轴转速对表面粗糙度Ra和Sa的影响最显著,其次是刀尖半径和背吃刀量,进给速度的影响最小;工艺参数对可见光波段和中红外光波段反射率的影响程度与表面粗糙度一致,各参数按对近红外光波段反射率影响程度由大到小的顺序依次为背吃刀量、刀尖半径、进给速度、主轴转速;通过灰色关联分析获得优化工艺参数组合为主轴转速3000 r/min、进给速度10 mm/min、背吃刀量5μm、刀尖半径0.5 mm,此时对应的表面粗糙度R_(a)和S_(a)分别为2.162 nm和7.855 nm,可见光、近红外光、中红外光波段反射率分别为88.892%、88.893%、97.788%。结论通过优化结果能够有效降低表面粗糙度、提升表面光学反射率,对制造高水平金属反射镜具有十分重要的现实意义和研究价值。

横向载荷与预紧力对螺栓断裂寿命的影响

螺栓连接依靠自身简单可靠的特点被广泛应用于各个行业,然而螺栓的疲劳断裂却是一个非常突出的问题.因此,为准确预测螺栓断裂失效寿命,进行了螺栓材料的疲劳裂纹扩展实验,求得了螺栓材料的断裂参数,从而建立了Paris裂纹扩展模型.然后运用有限元方法与疲劳裂纹扩展实验进行对标,并取得较好的效果,为螺栓断裂失效寿命的计算奠定了基础.最后,考虑到螺栓预紧力与横向载荷对螺栓断裂的影响,建立了带裂纹的螺栓有限元模型,并采用有限元方法进行螺栓失效寿命计算的定量分析.结果表明:横向载荷与螺栓预紧力对应力强度因子和螺栓使用寿命具有较大的影响.

基于宏程序的数控车削非圆曲线的刀具轨迹拟合研究

通过对比分析几种非圆曲线车削方法的功能特定,分析确定宏程序车削加工非圆曲线零件的应用优势,并结合车削复合循环指令编程思路以抛物线、椭圆曲线组合零件车削加工为例,进行数控仿真加工实验。实验验证了编程程序的可行性,同时编程过程的简便快捷以及参数指令可手动修改替换的特点,也为类似复杂类零件轮廓车削加工提供了借鉴。

数控车床四工位刀架控制系统性能优化设计

为解决数控车床刀架晃动、定位不准等问题,利用软件仿真设计数控车床四工位刀架整体机械结构,分析自动换刀过程,并对采用FANUC 0i-D数控系统配置的数控车床四工位刀架PMC控制程序进行优化设计。通过调整刀架正、反转锁紧时间改进换刀工艺,采用最优梯形图编程方法优化换刀流程,节省换刀时间。使用结果表明,优化后的四工位刀架使用方便,程序可读性强,能够提高换刀过程的安全性和设备加工效率。

数控车床轴向定位装置设计及应用研究

利用数控车床批量加工轴类零件时,加工完第一件后,进行下一个零件加工安装时,不能保证每次工件在数控车床上的安装位置重复在相同的精确点上,故每次都需要重复进行对刀和建立工件坐标系的操作过程,增加了辅助时间,影响零件的加工效率及精度。因此,文章通过设计一套简便的轴向可调定位装置,实现了数控车床批量加工轴类零件时能够准确、快速地定位,提高了生产效率,缩短了加工工期,降低了加工成本。

基于有限元分析的薄壁圆环零件加工工艺研究

目的针对薄壁圆环零件刚性差、强度弱、加工过程中易发生受力变形的难题,基于薄壁圆环零件加工成形工艺,优化零件的加工工艺和装夹方式。方法考虑到工艺对零件加工质量的影响,对零件的加工方法和装夹方式进行研究,提出一种新的加工工装,运用ANSYS软件对零件装夹受力情况和振动变形进行有限元模拟仿真分析。结果该工装不仅能够防止零件发生应力集中,还提升了零件加工精度和表面质量,工装设计为一夹一顶方式,只需调整顶尖压紧力便可确保圆环件在加工中不会发生变形,同时拆装方便,提高了生产效率。结论对于薄壁圆环件的数控加工,可通过科学设计零件加工工艺流程和装夹工装,解决零件受力变形问题,保证薄壁圆环零件的尺寸、形位公差和表面粗糙度符合要求,提高了生产加工效率,满足产品批量生产使用要求,为类似薄壁件的加工提供了参考。

数控车工编程加工工艺设计技巧研究

数控机床加工的精度与效率远超普通车床,合理设计加工工艺,可提升生产零件的质量,赋予其更高价值,促进行业发展。该文分析影响数控车工编程加工质量的因素,明确设计加工工艺原则,结合数控车工编程加工工艺发展需要,探究设计加工工艺的技巧,充分发挥数控车工编程加工工艺优势,保证生产产品的质量。

浅谈一种基于数控车床的螺纹滚压方法

螺纹滚压的目的是利用滚压刀具对工件表面施加一定的压力,使工件表层金属产生塑性流动,填入到原始残留的低凹波谷中,而达到工件表面粗糙度降低。由于被滚压的表层金属塑性变形,使表层组织冷硬化和晶粒变细,形成致密的纤维状,并形成残余应力层,硬度和强度提高,从而改善了工件的各种特性。应用普通车床对螺纹进行滚压的方式比较常见,本文基于数控车床,对螺纹滚压提供了一种新的工艺解决方法。

CK6126型数控车床的改进

在对CK6126型数控车床结构进行分析的基础上,提出CK6126型数控车床的改进措施,提高X轴、Z轴进给系统滚珠丝杠的刚性,以满足强力车削和高效率的加工要求,具有实用价值。

轴类零件矩形槽的数控加工与工艺设计

介绍数控车削中轴类零件矩形槽的加工方法,在工艺设计中突出矩形槽切削参数和编程思路,结合编程指令或编程软件灵活切换切槽刀的两个刀尖进行切槽加工。

保障数控车床加工精度的处理技术

数控车床作为现代制造业中关键的加工设备,其加工精度直接影响着工件质量和加工效率。因此,保障数控车床加工精度是制造业发展的重要课题之一。本论文旨在研究并提出一种有效的处理技术,以提高数控车床加工精度。

数控加工中刀具磨损与寿命预测研究

本项研究旨在深入分析数控加工中刀具磨损和使用期限的预测问题通过研究刀具耗损的原理,明确了切削力、切削温度、材料变形以及断裂等元素对刀具使用寿命的作用。在这个前提之下融合了试验结果来构建了以数据驱动的刀具耐用性预测模型,此模型依据数理统计手段分析了在各种工艺参数影响下的刀具使用年限波动,并且在实验验证与数据评估环节获得了有力的证实。依据模拟分析本研究团队提出了一系列改进刀具调度方案的意见,这些建议涵盖了审慎挑选工艺参数、周期性地保养刀具、以及执行即时跟踪等策略,旨在增强制造业的作业效能与减缩制作费用。本项探究为数控加工中的刀具管理提供了理论基础与技术辅助。

提高不锈钢薄板类零件几何精度的工艺探讨

不锈钢薄板类零件在加工过程中,由于零件本身刚性差,并受到残余应力、装夹力、切削力等的共同作用,极易发生变形,导致零件的几何公差难以保证。提出了相关工艺的改进方法:通过对零件加工方法的合理选择,改变切削力的主要作用方向,使切削力的作用方向与变形的敏感方向不在同一方向上;同时在热处理时,增加专用夹具,以矫正零件已有变形、释放零件内部的残余应力,并选用合理的装夹方式,减少装夹力对零件变形的影响。测量验证表明,上诉方法可提高零件的几何精度,为加工不锈钢薄板类零件提供了解决方案。

交叉螺旋油槽加工刀具和工艺的改进

传统车床加工效率低,需要对刀具进行改进,自制外圆油槽刀与内孔油槽刀分别用于内孔与外圆油槽的加工,同时,采用数控车床代替卧式车床加工螺旋槽的方式,对加工工艺进行优化,最终通过编程实现交叉螺旋油槽的高效稳定加工。