考虑微刃口几何的Ti-6Al-4V钛合金加工切削力仿真预测与试验研究

切削刀具刃口半径对材料加工过程有着重要影响,其中如切削力、切削应力以及刀—屑交界面的温度分布,这些参数最终都会作用在刀具寿命和工件已加工表面完整性上。刀具刃口圆形钝化处理能够使刀具不易在切削过程中出现崩刃。本研究借助有限元方法对钝圆刃口刀具切削过程进行深入研究,其中有限元模型采用耦合欧拉—拉格朗日(Coupled Eulerian Lagrangian,CEL)方法建立。为研究刀具刃口对切削过程影响,本研究的切削工况包括四种刀具刃口半径(10μm,20μm,30μm,40μm)和三种未变形切屑厚度(0.1mm,0.15mm,0.2mm),对12种工况分别进行仿真和试验研究,验证所提出的有限元模型的准确性和合理性。在此基础上,进一步对仿真结果中的切削温度、切削应力和材料流动状态等过程量进行深入分析研究发现,随着刀具刃口半径的增加,两向切削力的刃前切削应力和最高切削温度都呈增长趋势,最高切削温度由前刀面向后刀面移动。本研究或为钛合金切削过程的机理理解及难加工材料刀具和切削参数设计提供支持。

切点约束和探针针尖半径补偿的金刚石刀具刃口钝圆半径求解方法

本文对金刚石刀具刃口钝圆半径求解方法展开研究,以有效提升金刚石刀具刃口锋利度的测量精度。文中分析了原子力显微镜(AFM)扫描探针几何形貌对金刚石刀具刃口锋利度测量结果的影响,并提出了基于切点约束和AFM探针针尖半径补偿的刀具刃口钝圆半径求解方法;讨论了消噪滤波、测量角度误差以及切点分离方法对测量结果的影响;在高精度测量平台上完成了金刚石刀具刃口锋利度测量,并将被测量的刀具用于飞切加工KDP晶体。结果表明:提出的刃口钝圆半径求解方法能够准确求解金刚石刀具的刃口锋利度,测量结果能很好地描述金刚石刀具的刃口锋利程度,可以为金刚石超精密切削加工的选刀和用刀提供有效指导。

铣刀刃口钝圆半径对铣削Ti6Al14V温度研究

采用正交实验法,分析了主要切削参数:主轴旋转,牙齿进给量、轴切深、人切深和钝圆半径对铣削Ti6Al14V材料时刀具温度变化的规律。重点运用Advantage 3D仿真软件以铣削Ti6Al14V刀具切削刃刃口钝圆半径为研究对象,分析得到钝圆半径切削温度影响规律,为铣削Ti6Al14V时铣刀刃口钝圆半径的设计提供依据。

硬质合金钻头刃口钝圆及其半径的测量

指出了硬质合金钻头刃口钝圆对切削加工的影响,说明了硬质合金钻头刃口钝圆的重要性,简要介绍了刃口钝圆的方法及常规的测量方法,提出了在Matlab中用最小二乘法拟合的数据处理方法来获得刃口钝圆半径值。与传统测量方法相比,此方法避免了常规测量方法所产生的人为的不确定因素,减少了由于测量系统的精确度引起的误差,可以准确地判断是否达到钝化参数的要求,对优化刀具结构设计、提高切削性能、增加刀具使用寿命有重要的作用和实际意义。

铣刀刃口钝圆半径对切削性能影响的有限元分析

运用Advantedge 3D软件对不同刃口钝圆半径铣刀的铣削过程进行有限元仿真,得出切削力、切削温度和切削形貌随铣刀刃口钝圆半径变化的规律,为硬质合金铣刀铣削45钢时铣刀刃口钝圆半径的设计提供依据。

刃口钝圆半径对硬质合金刀具性能的影响

目的分析刀具刃口钝圆半径对刀具切削性能和加工质量的影响规律,开展切削加工试验及刀具性能变化规律的研究.方法采用具有不同刃口钝圆半径的整体硬质合金铣刀,以航空领域广泛应用的TC4钛合金材料为切削加工对象,在相同的切削参数下进行切削加工试验;以切削力、表面粗糙度和刀具磨损规律为主要因素对刀具切削性能和加工质量进行分析.结果刀具刃口钝圆半径在10.35~13.78μm内各主要因素的变化趋势:随着刀具刃口钝圆半径的增加,整体硬质合金铣刀切削刃口的强度随之增加,但切削刃口的锋利度随之下降,切削力呈缓慢增加的趋势,刀具磨损速率逐渐减小,且刃口钝圆半径与被加工工件的表面粗糙度呈非线性关系.结论笔者研究所得结果可为硬质合金刀具加工钛合金工程领域提供借鉴.

铣刀刃口钝化参数优化

为了研究铣刀刃口钝化参数对刃口钝圆半径的影响,以整体硬质合金铣刀为研究对象,采用正交试验进行了钝化,应用极差分析法和方差分析法对刀具刃口钝圆半径的变化规律进行分析。结果表明,影响刀具刃口钝圆半径值钝化参数的主次顺序从大到小依次为钝化时间、正反转时间比、公转转速、自转转速,且钝化时间对刀具刃口钝圆半径有极显著影响,正反转时间比和公转转速对刀具刃口钝圆半径有显著影响。综合平衡得出最优参数组合为钝化时间21 min,正反转时间比1∶1,公转转速30 r/min,自转转速70 r/min。

机床振动对高精度金刚石刀具研磨质量的影响

研磨机床的振动是影响金刚石刀具机械研磨质量的重要因素,尤其在精密研磨工序。为了提高金刚石刀具的研磨质量,针对金刚石刀具的精密研磨工序,在研磨加工时对机床施加空气隔振垫,使研磨的金刚石刀具切削刃钝圆半径从隔振前的93.8nm降到了隔振后的72.7nm,前刀面表面粗糙度则从2.4nm降到了1.0nm,研磨质量得到明显改善。

基于二阶响应曲面法的高速钢丝锥寿命预测研究

采用响应曲面法完成了W9Mo3Cr4V高速钢丝锥对30CrMnTi钢进行攻丝的丝锥寿命试验.研究了丝锥攻丝(切削)速度,刃口钝圆半径,丝锥深冷处理(热处理)温度等三种不同类型因素对丝锥寿命的影响,建立了基于最小二乘估计的丝锥寿命预测模型,并对模型的显著性进行了检验,证明了模型的有效性.试验数据分析结果及响应曲面图形显示:线性效应中,深冷处理温度对丝锥寿命影响最大,其次是刃口钝圆半径,影响最小的是攻丝(切削)速度;二次效应中,刃口钝圆半径影响最大,其次是深冷处理温度,影响最小的是攻丝(切削)速度;交叉效应中,刃口钝圆半径与攻丝速度的交互作用最明显,其次是深冷处理温度与攻丝速度的交互作用,刃口钝圆半径与深冷处理温度之间的交互性最弱.