TC4钛合金微细铣削仿真与试验研究

钛合金由于其高的强度和耐热性、低的导热系数,在微细加工时若切削参数选择不合理容易导致切削力大、加工质量不稳定。在微细铣削加工中,由于刃口半径和尺寸效应的存在,选择合适的切削参数对于切削状态的改善有重要意义。通过仿真和试验对比分析,研究TC4钛合金在微细铣削过程中每齿进给量对切屑变形、铣削力和加工表面粗糙度的影响,以期为改善微细切削状态、提高加工表面质量提供合适的切削参数选择指导。结果表明,在使用刃口半径为2.05μm、刀具直径为1 mm的硬质合金铣刀对TC4钛合金进行微细铣削加工时,微细铣削TC4钛合金切削状态发生转变时所对应的临界每齿进给量为0.8μm/z;微细铣削时每齿进给量应大于此临界值。

微细铣削铝合金表面粗糙度的实验研究

利用直径为2mm的立铣刀对铝合金进行铣槽实验,研究分析切削速度与每齿进给量交互作用对加工槽底表面粗糙度的影响。实验结果表明:每齿进给量小于4μm时,随着切削速度的提高表面粗糙度值呈先减小后增大的变化趋势;而每齿进给量大于6μm时,随切削速度的提高表面粗糙度值先增大后减小。切削速度较低时,表面粗糙度值随每齿进给量的增大先减小后增大;但切削速度大于30m/min时,随着每齿进给量的增大,表面粗糙度值呈现逐渐增大的趋势。

高体积分数SiCp/Al复合材料铣削残余应力有限元模拟

高体积分数碳化硅颗粒增强铝基(SiCp/Al)复合材料具有优良的综合物理力学性能,其难加工性制约着该材料的应用与发展,切削加工产生的表面残余应力严重影响了工件的结构和尺寸精度稳定性。为了研究高体积分数SiCp/Al复合材料的铣削加工表面残余应力,采用有限元分析软件ABAQUS建立了基于正交切削的平面应变模型,并对建立的宏观等效模型进行模拟分析。在模拟结果中,分析并得出了不同切削速度和每齿进给量对工件加工表面残余应力的影响规律以及沿工件层深方向的残余应力分布情况。

TC17钛合金高速铣削参数对表面残余应力影响研究

为了获得高性能航空发动机用TC17钛合金材料高速铣削过程中铣削参数对残余应力的影响规律,采用单因素实验法,使用硬质合金刀具进行了高速铣削TC17钛合金实验,建立了铣削速度、每齿进给量和铣削深度对表面残余应力的影响关系,并对影响机理进行了分析。研究结果表明:硬质合金刀具高速铣削TC17钛合金时,冷塑形变形引起的残余压应力占主导地位;试件表面的残余压应力都随着铣削速度和每齿进给量的增加而降低,而随铣削深度的增大而增大。以低应力为目标,优选的铣削参数如下:vc=392 m/min,ap=0.15 mm,fz=0.05 mm/z。

超声振动铣削2A12表面粗糙度实验研究

利用小径立铣刀对铝合金进行超声振动铣削实验,重点探讨了超声振幅与每齿进给量对工件槽底表面粗糙度的影响。实验结果表明:槽底表面粗糙随着超声振幅的增大而增大,在每齿进给量fz<4μm/z时槽超声振幅为主要影响因素;每齿进给量fz>6μm/z时每齿进给量为主要影响因素。在超声振动铣削加工中应尽量选择小进给量可获得较小槽底表面粗糙度。通过扫面电镜对工件微观形貌观测证实了施加振动后脉冲切削和断续切削双重作用导致槽底表面粗糙度增大。

进给量对高速轴向车铣TC4钛合金刀具磨损的影响

为研究进给量对轴向车铣TC4钛合金刀具磨损的影响,试验采用单因素法,在切削速度vc=100m/min,切削深度ap=5mm条件下,分别对高速轴向车铣钛合金中轴向进给量和每齿进给量对刀具磨损的影响规律进行了研究。结果表明:增加轴向进给量和每齿进给量的均会使刀具磨损加剧,但增加每齿进给量对刀具磨损的加剧作用相对较低。通过增加每齿进给量来提高轴向车铣钛合金的切削除率,更有利于抑制刀具磨损的加剧。

高速铣削钛合金刀具磨损对表面粗糙度影响的研究

采用对比实验法,使用S30T硬质合金刀具对钛合金进行高速干式铣削,研究了在正常磨损阶段,主要铣削参数改变时刀具磨损对表面粗糙度的影响。结果表明:高速铣削钛合金时可得到较小的表面粗糙度值;铣削速度增加时,随刀具磨损的增大表面粗糙度值呈减小的趋势;铣削深度增大时,随刀具磨损的增大表面粗糙度值呈增大的趋势;每齿进给量增大时,随刀具磨损的增大表面粗糙度值呈先增大后趋向平稳的趋势。

高速切削技术及工艺新要求

概述高速切削技术的优点及前景展望,结合实际加工中的经验提出了对工艺方法特别是对数控编程的新要求。

考虑刀具偏摆的微铣削瞬时切削厚度的理论分析与研究

为避免用圆弧线来描述微铣刀刀尖运动轨迹带来的误差,更精确地实现微铣削加工过程的模拟,引入刀尖运动的真实轨迹即次摆线,同时考虑微铣削加工过程中刀具偏摆的影响,通过数学的方法,建立一种新的瞬时切削厚度理论计算模型。研究刀具在旋转过程中,刀具偏摆和每齿进给量对微铣削瞬时切削厚度的影响。通过将几种切削厚度模型进行对比分析,考虑刀具偏摆的切削厚度模型更加接近真实情况。

螺杆泵定子内螺旋曲面铣削指状铣刀的有限元分析

应用有限元方法,分析指状铣刀在铣削内螺旋曲面的情况下,刀具的内部应力、变形及其在随加工参数每齿进给量变化而变化的规律,并对指状铣刀的模态进行分析,为减少指状铣刀在加工过程中的非正常磨损现象,提高指状铣刀寿命,提供了优化方案,为优化加工工艺参数提供参考。

铝锂合金高速铣削力的试验研究

针对新型轻量化航空结构材料铝锂合金的高速切削加工,研究分析了切削速度和每齿进给量对其切削力的影响规律,同时对高速铣削铝锂合金、7085、6061和Ly12过程中的切削力进行了对比试验研究。试验结果表明,高速铣削铝锂合金时,随着每齿进给量的提高,切削力显著增大;随着切削速度的提高,切削力变化趋势并不明显,呈现出先稍有增大后又逐渐减小的趋势;高速铣削铝锂合金与高速铣削7085、6061和Ly12时的切削力变化规律相似,数值接近。

某型钛合金航空零件表面粗糙度的切削实验研究

针对某型钛合金航空零件,通过切削实验,研究了刀具螺旋角、切削速度和每齿进给量对零件表面粗糙度的影响,在此基础上,为零件的切削加工选择了较为合理的刀具和切削参量,获得了合格的加工质量和较好的经济效益。

圆锯片齿尖高度误差分析

圆锯锯木运动学分析结果表明，当齿尖高度误差超过一定值时，部分锯齿将切不到木材，使表面加工质量和锯齿耐用度下降．高转速低进给速度圆锯机的每齿进给量非常小，因而对齿尖高度误差的要求很高．当同一齿的前、后齿面在不同定位基准下加工时，齿距误差将影响齿尖高度．圆锯片的安装偏心对齿尖高度的影响可通过数学分析求解．文章给出了一些新的计算公式．

铣削加工每齿进给量的决定因素研究及验证

研究了面铣刀的主偏角对切屑厚度和每齿进给量的影响,铣削中每齿进给量的决定因素,切削宽度与刀具直径的比值对切屑厚度的影响等问题进行理论分析,同时结合变速箱壳体铣削加工过程进行验证,解决了合理选择铣刀及切削参数以提升加工效率的问题。

石墨铸铁RuT450缸体的车削参数优化与刀具磨损的研究

为研究石墨铁缸体的车削过程,以车削参数为变量,以车削效率和主轴功率为优化目标,进行了车削参数优化试验。使用Matlab软件优化车削参数,获得最合适的车削速度和每齿进给量。对刀具磨损机理分析发现,刀具前刀面主要发生了月牙洼磨损和材料粘连,主要磨损机制是磨料磨损和黏附磨损。

硬质合金立铣刀侧铣加工CFRP的铣削力试验研究

为了研究碳纤维增强复合材料(CFRP)侧铣加工过程中铣削力的变化规律,针对双向CFRP层合板进行了铣削试验,所用刀具为整体硬质合金立铣刀,分别分析了顺铣和逆铣两种加工方式下铣削力与铣削速度、每齿进给量和铣削宽度的关系,并分析了铣削力的波动情况。