增材制造钛合金的微铣削加工试验

增材制造(Additive manufacturing,AM)技术制备的钛合金部件在航空航天领域具有广泛的用途,对增材制造钛合金精密零部件而言,铣削、抛光等后处理加工是必不可少的工序。本文选用聚晶金刚石(Polycrystalline diamond,PCD)微铣刀对锻造钛合金、激光选区熔化(Selective laser melting,SLM)技术制备的未经过热处理和经过热处理的钛合金进行微铣削试验,研究了3种不同制造工艺的钛合金材料的微铣削加工性能。结果表明:SLM-热处理钛合金的铣削力最大,这与其材料硬度最高有关。微铣削过程中,所有钛合金材料的逆铣侧顶端毛刺尺寸均要大于顺铣侧顶端毛刺尺寸。在不同制造工艺的钛合金材料中,SLM-钛合金生成的顶端毛刺宽度最小,这与其塑性最差有关。SLM-热处理钛合金获得的表面质量最好,这不仅与材料的硬度和塑性有关,同时还受到孔隙度的影响。

微铣削加工激光熔覆WC/Ni合金粉末表面完整性研究

激光熔覆WC/Ni合金粉末涂层的微铣削加工材料表面质量之间的关系选择模具钢Cr_(12)MoV为基材,WC/Ni合金粉末为熔覆材料采用纤维激光器进行熔覆加工试验。制备试验样件,用直径为1 mm的钨钢硬质合金铣刀对制备的样件进行微铣削试验。分别设计单因素试验和正交试验,以表面粗糙度R_(a)为评判标准,探究微铣削加工参数对WC/Ni合金粉末熔覆涂层铣削表面质量的影响规律,并阐述铣削机制。结果表明:主轴转速对加工表面粗糙度的影响最为显著,进给量次之,铣削深度影响最小;当主轴转速为9 000 r/min,进给量速度为6 mm/min,铣削深度为0.04 mm时,测量得出粗糙度最小为0.014μm;在微铣削加工WC/Ni合金粉末熔覆涂层时,为获得较好的加工表面质量可选择较小的加工参数。

不同工艺参数对FeCoNiCrMnAl_(x)高熵合金微铣削加工性能影响研究

为探究FeCoNiCrMnAl_(x)(x=0、0.6、1)高熵合金的微铣削加工性能,采用单因素实验法,分析不同主轴转速、每齿进给量、铣削深度等工艺参数对其微铣削力、切削比能和表面粗糙度的影响。结果表明:Al_(1)合金的铣削力最大,表面质量最差;Al_(0)合金由于较低的铣削力、切削比能和表面粗糙度而具有更好的可加工性;3种合金的微铣削力和表面粗糙度均随主轴转速和每齿进给量的增加先增大后减小,随铣削深度的增加而增大;为降低合金的铣削力和表面粗糙度,可以适当提高主轴转速和每齿进给量,降低铣削深度。

微铣削加工关键技术及加工机理科普分析

微铣削加工是一种高精度、高效率的加工方法,在制造业中具有广泛的应用。文章以加工材料6061-T6为例,着重论述了微铣削加工的关键技术和加工机理,并做了相应的科普化解读,使读者对微铣削加工的关键技术和加工机理有更为直观的认知,对该行业技术和发展有更为深入的理解。关键技术包括刀具选择和切削参数优化、表面粗糙度控制技术以及刀具磨损与寿命管理。加工机理方面主要研究了剪切变形与切屑形成机制、应力分布与变形行为以及表面质量与加工精度的关联。

基于AdvantEdge加工的M2高速钢微铣削力仿真与预测

微织构的加工领域中常用到激光加工,但激光加工设备成本高且无法进行大规模生产,因此文中用已发展成熟的加工中心来对高速钢进行铣削加工。采用0.3 mm的硬质合金微小径铣刀,利用数控加工中心对M2高速钢进行微沟槽铣削加工;在微铣削加工中,铣削力过大会导致铣刀磨损过快影响加工质量,因此笔者利用仿真软件AdvantEdge对微铣削加工进行仿真;由于微细铣削不同于传统铣削,分析了刀具前角以及刀刃圆弧半径对铣削力的影响,并利用正交实验的方法,研究切削参数及刀具几何参数对铣削力的影响规律;采用MATLAB多元线性回归对铣削力进行预测;最后通过一组实验对预测模型进行验证。结果表明构建的模型对铣削力的预测较为准确,误差在10%以内。该研究方法有助于在实际加工中更高效、更便捷地选用合适的切削用量。

基于GRA-RSM的微铣削表面质量多目标参数优化

目的建立表面粗糙度和残余应力的灰色关联度预测模型,确定微铣削工艺参数优化方案,在降低表面粗糙度的基础上,最大化减小残余应力。方法首先,采用BBD试验方法设计三因素三水平微铣削试验,测量工件表面的表面粗糙度和残余应力;其次,基于灰色关联分析(Grey Correlation Analysis,GRA)方法,以表面粗糙度和残余应力的信噪比为性能指标,将多目标转化为单一目标进行优化;再次,在主成分分析的基础上,建立灰色关联分析与工艺参数之间的二阶回归预测模型;最后,利用响应面法(Response Surface Method,RSM)获得了最优参数组合。结果构建的灰色关联度预测模型的平均误差为6.9%,优化结果提高了3.91%。实验结果表明,最优工艺参数组合为:主轴转速20000 r/min,轴向切深60μm,进给速度285.8 mm/min。结论灰色关联度预测模型的拟合度良好,可靠性和准确性较高。基于GRA-RSM优化方法获得的工艺参数组合可以实现同时使表面粗糙度和残余压应力达到理想效果的最优解。

五轴人工骨微铣削机床的结构设计

首先从人工骨加工对象特点出发,提出一种骨骼旋转轴线定义方法;其次对五轴人工骨微铣削加工机床进行结构设计,并对其主要部件进行计算与选型。最后通过整机模态仿真,判定该微铣削机床结构满足设计要求。

Optimization of micro milling electrical discharge machining of Inconel 718 by Grey-Taguchi method

The optimization of micro milling electrical discharge machining（EDM） process parameters of Inconel 718 alloy to achieve multiple performance characteristics such as low electrode wear,high material removal rate and low working gap was investigated by the Grey-Taguchi method.The influences of peak current,pulse on-time,pulse off-time and spark gap on electrode wear（EW）,material removal rate（MRR） and working gap（WG） in the micro milling electrical discharge machining of Inconel 718 were analyzed.The experimental results show that the electrode wear decreases from 5.6×10-9 to 5.2×10-9 mm3/min,the material removal rate increases from 0.47×10-8 to 1.68×10-8 mm3/min,and the working gap decreases from 1.27 to 1.19 μm under optimal micro milling electrical discharge machining process parameters.Hence,it is clearly shown that multiple performance characteristics can be improved by using the Grey-Taguchi method.