基于高速切削的钛合金铣削力分析及切削参数优化

基于高速切削理论建立了切削钛合金TC4的铣削力理论模型,进行了铣削力有限元仿真分析,并开展了正交铣削实验,获得了刀具尺寸一定时高速切削情况下主轴转速n、每齿进给量f z、轴向切深a p对铣削力的影响规律。结果表明,与普通切削情况相似,轴向切深a p对铣削力影响最大;以铣削力望小与材料去除率望大为目标,使用Pareto模拟退火算法对切削参数进行多目标优化,得到了使铣削力较小的同时材料去除率较大的解集,并通过铣削实验验证了最优解的可行性。

切削参数对钛合金叶片铣削力的影响分析

进行钛合金叶片加工时,切削力易导致加工变形,影响加工精度和表面质量。因此利用UG软件建立钛合金叶片和切削刀具的三维模型,采用仿真软件建立铣削仿真模型,研究分析了切削参数的变化对铣削力产生的影响。对仿真所得铣削力进行极差分析,判断切削参数对铣削力的影响情况,并通过实际铣削加工试验对比仿真数据验证其准确性和可行性,基于此仿真模型对切削参数对轴向力的影响程度进行了单因素分析。研究结果表明:铣削钛合金叶片时,切削参数对切削力的影响程度从大到小依次为切削速度、背吃刀量和每齿进给量;切削速度与轴向力成反比,每齿进给量和背吃刀量与轴向力成正比。

插铣钛合金整体叶轮流道切削力的研究

钛合金整体叶轮是通道类复杂零件,在传统铣削粗加工流道过程中铣刀由于悬伸较长,容易发生变形和振动,切削效率较低。采用插铣加工整体叶轮流道,铣刀沿刀具轴向进给,铣刀变形和振动较小,因此可采用较大的铣削宽度和进给量,切削效率较高。建立了插铣加工钛合金整体叶轮流道的仿真模型,通过正交试验研究了铣削速度、铣削宽度和每齿进给量对切削力的影响规律,并建立了回归经验公式。结果表明,铣削宽度对铣削力的影响最为显著,铣削参数对插铣三向切削力影响程度由高到低均为a_e>f_z>v_c。可通过适当增加每齿进给量提高切削加工的效率。

正交车铣大直径钛合金无缝管径向切削力的研究

大直径钛合金无缝管属于大型薄壁件,目前主要采用车削进行外圆加工,较大的径向切削力容易引起工件变形。正交车铣加工外圆表面时径向切削力相对较小,是一种能更好加工这类零件的新方法。通过三因素三水平正交仿真试验,研究采用偏心正交车铣加工大直径钛合金无缝管外圆时,切削参数对径向切削力的影响,建立了径向切削力的经验公式。结果表明,切削参数对径向切削力影响的大小顺序为a_(p)>f_(z)>v_(c),可通过适当增加每齿进给量提高切削加工的效率。

切削参数对高速铣削Stellite6合金切削力的影响

通过正交试验对Stellite6合金进行高速铣削加工,用极差、方差分析研究切削速度、轴向切深、径向切深和每齿进给量对切削力的影响。结果表明:在研究范围内,铣削参数对切削力的影响显著性由大到小为每齿进给量、轴向切深、径向切深、切削速度;以切削力最小为目标的最优切削参数组合为vc=100 m/min,fz=0.08 mm/z,ap=0.4 mm,ae=18 mm。

高速铣削司太立合金切削力的研究

司太立合金是一种以钴、铬、钨为主要元素的硬质合金,较多用于以金属粉末的形式在各种基体金属表面进行堆焊,堆焊层具有耐高温、耐磨损、抗腐蚀等优点,但其切削加工性较差。通过建立司太立合金的高速铣削仿真模型,研究了铣削参数对铣削力的影响规律,建立了主切削力经验公式。结果表明,在研究参数范围内,铣削参数对主切削力的影响显著性由大到小的顺序为:每齿进给量、轴向切深、径向切深、切削速度,其中主切削力的变化与切削速度呈负相关,与每齿进给量、轴向切深和径向切深呈正相关。

钛合金超声椭圆振动铣削参数对切削力的影响

钛合金航空薄壁结构件在铣削过程中受力形式复杂,切削力较大。超声椭圆振动切削的特点是切削刀具的刀尖按椭圆轨迹运动,进行高频间歇性切削,有助于降低切削力。铣削时改变切削参数将对切削力产生不同影响。采用自行研制的螺纹式椭圆激励式超声振动铣削刀柄装置,针对钛合金薄壁件进行实验,结果表明:相较于普通铣削,随着每齿进给量的增大,超声椭圆振动铣削均可减小钛合金薄壁件在铣削加工过程中的切削力,降幅可达35%以上。

TC11钛合金插铣工艺切削参数选择方法研究

为了优化TC11钛合金插铣加工的切削参数,采用三因素四水平正交实验法进行了插铣实验,建立了插铣过程中切削力和切削温度的经验公式,分析了插铣参数对切削力及切削参数的影响规律。基于此规律以及刀具许用挠度,提出了铣削速度、每齿进给量和铣削深度的选择方法。结果表明:铣削深度对切削力影响最大,而铣削速度对切削温度影响最大;插铣参数选取原则是在刀具材料允许下取较大铣削速度,适中的每齿进给量,最后根据刀具挠度选择合适的铣削深度。最后在根据此原则选择的插铣切削参数条件下,材料切除率达到了25.1 cm3/min。

钛合金插铣加工切削力试验及工艺参数优化

钛合金整体叶盘结构复杂,制造难度大。应用插铣技术加工整体叶盘能够有效解决上述问题,插铣工艺参数的优化对发挥插铣加工优势具有重要作用。通过插铣钛合金试验研究,探讨工艺参数对切削力的影响规律;根据试验数据建立切削力预测模型,并对模型进行检验;最后以切削力与金属去除率为目标,基于MATLAB进行工艺参数优化,可为钛合金整体叶盘高效切削提供理论参考及技术支持。

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。

切削用量对立铣加工钛合金Ti6Al4V切削力和切削温度影响规律的有限元仿真研究

利用软件AdvantEdge建立硬质合金涂层立铣刀三维铣削Ti6Al4V钛合金的有限元分析模型,模拟分析切削参数(切削速度、每齿进给量、轴向切削深度及径向切削深度)对刀具切削温度、切削力的影响规律。研究发现:切削力及切削温度随每齿进给量、轴向切削深度及径向切削深度的增加而增加:切削温度对切削深度的变化较敏感,随轴向切削深度和径向切削深度的增加显著增加;随着切削速度的增加,切削力先增大后减小,临界切削速度为120m/min。

基于模糊分析方法的钛合金插铣加工切削参数优化

合理的切削参数有利于提高刀具的使用寿命和切削效率,因此,进行切削加工过程中的切削参数优化尤为重要。本文以提高钛合金插铣加工效率,减小加工过程中的切削力为目的,对钛合金TC4进行插铣试验。基于切削试验数据,选择切削速度、切削宽度和每齿进给量作为评价因子,以材料去除率与切削力作为评价指标,运用模糊分析方法对切削参数进行综合评价,得出切削参数对综合指标的影响程度从大到小依次为:切削速度、切削宽度和每齿进给量,并实现切削参数的优化,为实际生产加工提供参考依据。

高速铣削钛合金Ti-6Al-4V切削力仿真研究

切削力对工件的机械加工性和刀具磨损有重要的影响。基于有限元仿真技术,针对钛合金Ti-6Al-4V高速铣削力进行数值仿真,重点研究切削参数对铣削力的影响规律。结果表明:随着每齿进给量和径向切深的增加,切削力有不同程度的增加;随着轴向切深的增加,切削力呈正比增加趋势,但主轴转速对铣削力影响并不明显。分析结果为钛合金Ti-6Al-4V高速铣削加工工艺参数优化奠定了基础。

钛合金螺旋铣孔参数对表面粗糙度影响研究

螺旋铣削作为一种新工艺在钛合金制孔方面得到广泛应用,表面粗糙度是评价钛合金孔加工质量的重要指标。基于Matlab建立钛合金螺旋铣孔表面粗糙度预测模型,开展钛合金螺旋铣孔实验,研究发现：在0.15-0.25 mm/rev范围内,随着螺距的增大,钛合金孔表面粗糙度呈现先减小后增大的变化趋势;在0.03-0.05 mm/tooth范围内,随着切向每齿进给的增大,表面粗糙度呈现先逐渐增大后减小的趋势;类似的,在2 500-3 500 r/min范围内,随主轴转速的提高,表面粗糙度变化曲线呈现先升高再降低的规律,但之后又有平缓上升的趋势。研究结果可为钛合金螺旋铣孔参数优化及表面粗糙的控制研究提供重要实验依据。

钛合金BT20的立铣试验研究

传统的钛合金铣削工艺因其切削速度低 ,不能满足数控铣削的工艺要求。采用优化几何参数的硬质合金涂层刀具、大功率数控机床、大流量全冷式切削油进行冷却和润滑 。

高速铣削TC21钛合金的表面粗糙度

通过对TC21钛合金进行高速铣削加工试验,测量不同切削参数下的表面粗糙度。采用正交方法来安排试验和极差分析法对实验数据处理,分析了不同切削参数对粗糙度的影响。其中对TC21钛合金表面粗糙度影响最为显著的因素是每齿进给量,其次为切削深度和切削速率,最后为切削宽度。通过对粗糙度影响机理分析在加工中宜采用较小的进给量和切削深度、较大的切削速率和切削宽度。

TC4钛合金铣削过程的有限元分析

以专业的有限元切削软件The Third Wave AdvantEdge和金属切削理论为基础,将TC4钛合金作为本次研究对象,对钛合金的铣削过程进行分析与研究,通过改变钛合金的切削条件,研究在不同的切削参数(铣削深度ap、铣削宽度ae、每齿进给量fz、转速n)条件下TC4钛合金的铣削力和切屑的变化趋势并进行分析,为实际加工参数的选择提供参考和依据,具有一定的应用价值。

Ti—1023钛合金的立铣问题

本文对Ti-1023钛合金的立铣进行了研究。测量了顺铣逆铣时的切削力,分析了铣削力、立铣刀挠度对精度的影响,推荐了Ti-1023钛合金立铣(铣周边、铣槽)的切削参数。

钛合金铣削主轴功率高效使用技术研究

针对航空钛合金结构件数控铣削加工机床主轴功率使用率低的问题,分析了限制主轴功率使用率提高的相关因素,研究了优化过程直观的拖动式切削参数优化技术,提出了在工艺设计阶段可以预知加工全过程铣削功率的预先计算技术,基于Vericut软件的二次开发,在切削参数优化的基础上,进一步优化了数控加工的刀具轨迹。测试结果表明,提出的解决方法可以在机床不发生过载的前提下,有效地提高钛合金数控加工主轴功率的使用率。

车-铣组合切削在钛合金加工中的应用研究

针对钛合金产品加工困难的问题,通过分析钛合金的切削加工性能,分别从刀具材料、刀具角度、切削用量及切削液等方面论述了钛合金产品车削加工工艺的优化策略,提出了采用楔形刀具和车-铣组合切削方式改善钛合金切削加工条件和提高加工效率的新思路,解决了传统切削加工钛合金产品的技术难题,对进一步研究钛合金的切削加工工艺具有一定的参考价值和生产指导意义。