高速切向车铣对18CrNiMo7-6钢表面完整性的影响

为提高18CrNiMo7-6齿轮钢的抗疲劳性能,进行了高速切向车铣试验。结果表明:高速切向车铣可获得接近于磨削的三维表面粗糙度S_(a),工件转速nw和铣刀转速n_(c)对S_(a)的影响较为显著,且S_(a)随着n_(c)的增大而减小,随nw的增大而增大;高速切向车铣(逆铣)已加工表面均为残余压应力,n_(c)及轴向进给量f_(a)对表面残余应力有显著影响;随着n_(c)的增大,轴向残余应力σ_(x)和切向残余应力σy均呈先增大后减小的趋势,随着f_(a)的增大,σ_(x)和σy显著减小;最大残余应力出现于已加工表面,且在距已加工表面40~60μm之内逐渐减小,之后趋于稳定;轴向进给量f_(a)对表面完整性综合影响最大,随着f_(a)的增大,表面质量迅速变差。在高速切向车铣正交试验条件下,得到的最优试验参数组合为:n_(c)=6500 r/min,n_(w)=75 r/min,f_(a)=0.02 mm/r,径向切深ap=0.1 mm。在最优参数切削条件下,S_(a)为0.30μm,σ_(x)为-400.5 MPa,σy为-415.9 MPa,残余应力影响层深度为60μm。高速切向车铣获得的表面完整性优于传统车削,该切削方法可为外圆表面的加工提供一种更好的加工方式。

高速铣削7050-T7451铝合金表面粗糙度研究

高速铣削广泛用于航空铝合金材料的加工,以7050-T7451铝合金材料为试验对象,运用正交试验方法分析研究了铣削该铝合金材料时,切削速度、切削深度、切削宽度和每齿进给量4个因素对表面粗糙度的影响规律,并通过多元非线性回归分析得出表面粗糙度的经验公式.研究结果表明:加工表面呈交叉织网状形貌,表面粗糙度随每齿进给量和铣削深度的增大而增大,随切削速度的增大而减小,切宽对铝合金表面粗糙度的影响不明显.铣削参数对表面粗糙度的影响显著性依次为:每齿进给量fz>切削速度v>轴向切削深度ap>径向切削宽度ae.

3Cr2W8V模具钢绝热剪切行为仿真研究

为了研究3Cr2W8V模具钢稳态金属高速切削中切屑的形成过程,本文基于高速切削技术和ABAQUS有限元仿真技术,采用二维正交自由切削模型和Johnson-Cook粘塑性本构方程,选择合理的刀-屑摩擦模型和切屑断裂准则实现了切屑分离。结果显示:随着切削速度的增大,切削温度升高的速率先明显增大后缓慢减小,它们之间存在非线性的复杂关系;切削速度增大,切屑表面的温度升高,加剧了金属材料的绝热剪切行为,切屑锯齿化程度更加明显,切削力减小;切削厚度增大和刀具前角减小,切屑表面的温度升高,加剧了金属材料的绝热剪切行为,切屑锯齿化程度更加明显,切削力增大。通过仿真研究验证了切屑成形机理的正确性,对切屑的成形过程、优化切削加工工艺参数、改善刀具磨损和加工质量具有重要的借鉴意义。

切削参数对高速铣削Stellite6合金切削温度影响的研究

Stellite6合金是以钴铬钨为主要元素的高温合金,红硬性好但导热性能差,在切削加工时刀具与切屑接触区域易产生较高的温度。建立Stellite6合金切削仿真模型,确定试验方法及条件,运用正交试验与仿真研究每齿进给量、切削速度和切削宽度对切削温度的影响规律,使用极差分析法和方差分析法获得铣削参数对切削温度影响的主次顺序,得到以最小切削温度为目标的最优切削参数,并建立了切削温度的经验计算公式。

TiN涂层刀具高速车铣切削性能及磨损机理

实验研究了高速车铣D60钢时TiN涂层刀具的切削性能和磨损机理.结果表明,在水溶性冷却液浇注冷却条件下,高频交变热应力较大,涂层剥落较快,TiN涂层刀具的耐磨性较差,不能适应切削加工的要求.与此相反,干式切削时,高频交变热应力较小,虽在涂层表面有微裂纹产生,但涂层不易剥落,刀具耐磨性较好,可进行长时间稳定切削.干式切削过程中,由于机械冲击,在刀刃处产生的微小凹缺陷,是造成刀具磨损的主要原因.不论湿式切削还是干式切削,涂层剥落后,切削区产生的瞬时热量聚集将使基体粘结相软化,进而导致硬质相颗粒脱落和基体的剧烈磨损.

干式高速车铣时金属陶瓷刀具磨损机理研究

研究了干式高速车铣Ｄ６０钢时金属陶瓷刀具的磨损机理和磨损特性。与水溶性冷却液浇注冷却的湿式高速车铣相比，干式高速车铣Ｄ６０钢时，金属陶瓷刀具具有更高的耐磨性。硬质相颗粒的脱落是干式高速车铣Ｄ６０钢时金属陶瓷刀具磨损的主要原因。

高速微铣削铝合金铣削力与表面粗糙度研究

随着航空航天技术的发展,微小零部件变得越来越重要,对制备具有表面质量好、尺寸精度高、加工误差小的微机械结构提出了新的挑战。通过高速微铣削技术在7075航空系列铝合金表面铣削微细直槽结构,以主轴转速、进给速度与轴向切深为研究因素,采用多因素正交试验与极差、方差分析法分别对铣削力和表面粗糙度进行研究。结果表明:铣削参数对铣削力的影响按从大到小依次为进给速度、轴向切深、主轴转速;增大主轴转速,减小进给速度和轴向切深可获得较小的铣削力与较高的加工精度;主轴转速对表面粗糙度Ra影响最大,进给速度次之,轴向切深对其影响最小;当主轴转速为48000r/min,进给速度为30mm/min,轴向切深为20μm时,高速微铣削铝合金微细直槽表面质量最优。

湿式高速车铣D60钢时金属陶瓷刀具的磨损机理

研究了水溶性冷却液浇注冷却条件下 ,高速车铣D 60钢时金属陶瓷刀具的磨损机理和磨损特性。结果表明 ,由于高频交变热应力的作用 ,在刀具磨损区表层有大量的微小龟裂单元形成 ,这些龟裂单元的破碎脱落是刀具磨损的主要原因。

钛合金TC4高速铣削参数对铣削力的影响研究

钛合金高速铣削因其高效率、高质量、小变形等优点,广泛应用于航空、航天、船舶、军工制造等行业。针对难加工材料TC4(Ti-6Al-4V)的高速铣削加工技术,开展了铣削深度、铣削宽度、每齿进给量、主轴转速的四因素三水平正交试验,分析各铣削参数对铣削力的影响。实验过程中将铣削力分解为切向铣削力、径向铣削力和轴向铣削力,采用多元线性回归分析法,建立了各向铣削力模型,并进行了显著性检验。为验证模型的准确性,设计了新的加工实验进行验证。实验结果表明:该模型准确度高,能够预测铣削过程中的各向铣削力。

干式高速车铣铝合金已加工表面形成机理研究

高速车铣加工是一种新的先进加工技术，可望在干式条件下实现回转体零件的高速切削。本文主要研究干式条件下高速车铣铝合金时已加工表面的形成机理及影响因素。

PCD刀具高速车削和铣削钛基复合材料的切削温度研究

使用聚晶金刚石刀具,在切削速度为15-150m/min范围内对体分比为0-10%的颗粒增强及颗粒/晶须混合增强钛基复合材料进行车削和铣削试验。分别采用自然热电偶和半自然夹丝热电偶法对车削和铣削时的切削热电势进行了测量,并用比较法快速标定系统对热电势进行了标定。结果表明:PCD刀具切削钛基复合材料时,切削温度随切削速度的增加而显著增加,切削速度从15m/min增大到150m/min时,切削温度从260℃增加到590℃。研究发现,刀具磨损对切削温度存在显著影响,磨损刀具(VB=0.1mm)比新刀的切削温度普遍高60-90℃。切削体分比为5%钛基复合材料时的温度高于其基体材料(钛合金TC4)的切削温度,但随增强相含量的进一步增大,切削温度反而略有降低(降低5%)。由于PCD刀具在较高速度下切削钛基复合材料时切削温度接近或超过PCD刀具在空气中的使用温度,切削过程中刀具会发生明显的化学磨损,从而在前刀面形成显著的月牙洼磨损形态。

TC4钛合金高速铣削参数的模糊正交优化

为了充分考虑切削加工参数优化中的不确定性问题,该文提出了一种适用于TC4钛合金高速铣削参数优化的“非确定性的”模型,即模糊正交优化模型。该模型以切削力恒定和较高的金属去除率的模糊综合值作为目标函数,找出了最佳切削用量。实验和仿真表明:该模型得到的最佳切削用量与实验的分析结果和生产现场的经验分析结果一致性好。该模型实用性强、精度高、易于编程,对于指导实际生产、实现智能加工具有重要意义。

基于正交试验法的GH4169高速铣削表面粗糙度研究

对镍基合金GH4169试件高速铣削加工表面粗糙度进行了正交试验,运用极差分析法得出4个试验因素对表面粗糙度影响程度的不同,绘制了铣削参数对表面粗糙度的影响趋势曲线,并对其影响原因进行了分析。

陶瓷刀具高速铣削4Cr13不锈钢铣削力试验研究

采用单因素试验,分析了切削速度vc、每齿进给量fz和切削深度ap对铣削力的影响规律,结果表明:随着切削速度vc的增大,铣削力减少;随着每齿进给量fz和切削深度ap增大,铣削力增大。同时,设计了4Cr13不锈钢正交试验方案,基于概率统计和回归分析原理,建立了4Cr13不锈钢高速铣削的铣削力模型,对建立的铣削力模型进行了显著性检验,检验结果表明所建立的回归方程呈高度显著检验状态,并对其进行了验证,结果表明该模型与实际情况拟合得较好,故可用其来预测和控制铣削力。

高速微铣削Al_2O_3工程陶瓷工艺参数试验研究

Al2O3工程陶瓷因高强度、高硬度、耐高温等优良特性被广泛应用于航空航天、国防工业、微电子工业等领域。验证了利用金刚石涂层刀具高速精密微细铣削Al2O3工程陶瓷材料的可行性。通过小型高速微铣床对陶瓷工件进行全径铣削微沟槽正交试验,评价指标为加工后得到的表面粗糙度Ra和Rz值,试验因素分别为主轴转速、进给速度和轴向切深,采用极差法分析了各因素对工件表面粗糙度的影响规律,利用多元线性回归的方法对数据进行分析,优化后得到了适合于Al2O3工程陶瓷材料的微铣削加工工艺参数。

高架式五轴车铣加工中心的设计

针对现有大型薄壁回转体类零件加工存在的技术问题,提供一种结构简单、高效精密的高架式五轴车铣加工中心,并对其结构、结构特点、加工过程等问题作了详细论述。该加工中心的研制,解决了回转体类零件的高速车铣加工问题;尤其解决了内表面具有矩形网格结构的大型薄壁回转体零件的高速车铣加工问题。可实现一次装夹,就可完成复杂型面回转体大部分工序的一次整体高速精密加工。

基于正交试验法的GH4169高速铣削表面粗糙度研究

对镍基合金GH4169试件高速铣削加工表面粗糙度进行了正交试验,运用极差分析法得出4个试验因素对表面粗糙度影响程度的不同,可绘制铣削参数对表面粗糙度的影响趋势曲线,并对其影响原因进行了分析。

高速铣削刀具磨损寿命实验及建模研究

为研究高速铣削中刀具磨损寿命与切削参数的关系,通过正交实验获得了不同切削用量下的刀具磨损寿命数据,并用正交直观法分析了各切削参数对刀具磨损寿命的影响程度,以及刀具磨损寿命随切削用量的变化趋势。在多元线性回归分析的基础上建立了刀具磨损寿命与切削参数的经验模型,并用显著性检验分析了模型的拟合程度以及各切削参数对刀具磨损寿命的影响程度。研究结果为切削参数优化提供了依据。

正交车铣工件表面粗糙度的研究

给出了正交车铣工件理论粗糙度的计算模型 ,分析了主要工艺参数对工件理论粗糙度的影响 ,并通过实验对工件的表面粗糙度进行了分析 ,证明了用正交车铣完全可实现零件的精加工。

考虑极限切削宽度的45钢切削力仿真分析

以高速车削45钢为研究对象,针对高速车削颤振问题,通过绘制稳定性叶瓣图得到无颤切削参数。利用Third Wave AdvantEdge有限元分析软件,基于无颤切削参数设计正交试验,运用极差分析法得到切削用量对各切削力的影响主次顺序和最优组合。根据仿真试验结果,建立了车削力预测模型并检验了回归模型的可靠性。通过单因素试验法分析研究了各切削参数对车削力的影响规律,从减小车削力和提高高速车削加工稳定性方面出发,在所选参数范围内得出了高速车削45钢时的最优参数组合为:v=1200m/min,f=0.05mm/r,ap=0.2mm。