氟金云母陶瓷材料铣削温度预测模型及试验研究

为了研究铣削的主要工艺参数中铣削速度、每齿进给量、铣削宽度和铣削深度对氟金云母陶瓷材料铣削过程中的温度影响,对铣削过程中热量的来源进行分析。通过热源法建立铣削面热源对已加工表面传热的温度数学模型,并优化热量分配比例系数,使数学模型的计算误差减小;设计单因素试验分析主要工艺参数对氟金云母陶瓷的铣削温度影响规律,发现在参数范围内铣削温度均随着加工参数的增大而增大。最后将温度数学模型计算的理论值与试验值进行对比以验证结果的一致性,并发现两者之间的误差在1~11℃之间,均在合理误差范围内。

2A14铝合金铣削温度预测与实验研究

针对2A14铝合金在铣削过程中因切削区温度升高而导致加工质量降低的问题,需对铣削过程中的工件铣削温度场进行建模。本文基于干切削温度预测模型,采用Jeager热源理论,引入镜像热源,根据切屑、刀具和工件之间的热平衡方程建立了2A14铝合金铣削温度场预测模型。通过半人工热电偶法,对由2A14铝合金及k型热电偶(NiCr/NiSi)组成的非标热电偶进行标定,确定该非标热电偶有效测温范围为0℃~550℃。测量多组参数下的铣削温度,预测结果与实验测量结果误差小于20%,温度预测模型具有较高的准确性,为实际铣削加工提供理论支持。

工艺参数对30CrMnSiA高强钢铣削力及铣削温度的影响

30CrMnSiA高强钢具有较高的强度和良好的耐磨性、抗疲劳性和抗冲击性,被广泛应用于航空航天等领域。为研究工艺参数对30CrMnSiA高强钢铣削力和铣削温度的影响,采用正交试验法进行铣削试验,运用极差分析、方差分析以及有限元仿真研究了铣削力和铣削温度,并通过多元回归分析得到了铣削力的经验公式。结果表明:进给速度对铣削力的影响较大,铣削宽度、铣削深度和主轴转速影响较小,且各铣削参数主要影响X方向铣削力,对Y方向和Z方向影响较小;铣削参数对铣削温度的影响程度大小:铣削深度>铣削宽度>主轴转速>进给速度。

基于神经网络算法的GH4169铣削温度研究

为了研究GH4169铣削加工中铣削参数对铣削温度的影响规律,设计了铣削参数与铣削温度之间的正交试验。基于正交试验的数据,分别利用径向基函数神经网络、反向传播神经网络和广义回归神经网络算法建立了GH4169铣削温度的预测模型,并对模型进行了训练、测试与验证。另外,采用极差分析法分析了工艺参数对铣削温度的影响规律。结果发现,基于径向基函数神经网络、广义回归神经网络、反向传播神经网络建立的GH4169铣削温度预测模型的平均预测误差分别为:3.27%、4.24%、5.05%,平均预测精度分别为:96.73%、95.76%、94.95%。基于径向基函数神经网络建立的模型预测精度最高,其次是广义回归神经网络模型和反向传播神经网络模型。GH4169铣削温度随着铣削速度、每齿进给量、铣削深度的增加而增加;影响铣削温度最主要的因素是铣削速度,其次是每齿进给量和铣削深度。

基于权重粒子群算法的工件铣削温度研究

为研究铣削加工中工件的温度分布规律,推导其热传导数学模型,提出应用权重粒子群算法(Weighted particle swarm optimization,WPSO)开展时变热流密度辨识的方法,并结合试验数据对AISI1045钢在特定工况下的温度分布情况进行分析。结果表明,铣削过程中的界面热流密度呈3个阶段的非线性变化;切削初期存在缓慢温升的平台期,渡过平台期后,工件与刀具相接触部分的温度急剧上升,最高温度可达到860℃左右;从试验结果与解析结果的对比来看,两者误差的最大值约为11.06%,结果基本吻合。研究表明所提出的方法可以较为准确研究铣削加工过程中工件的温度分布情况。

波形刃铣刀片铣削温度试验分析

进行了铣削温度试验 ,采用改进的人工热电偶法 ,利用动态数据采集系统 ,对波形刃铣刀片的铣削温度进行了采集。利用C语言和MATLAB软件对试验数据进行了分析 ,拟合出温度—时间 (T t)曲线 ,初步得到了受热密度函数 。

铝合金高速铣削温度变化规律试验研究

采用红外辐射测温技术对铝合金铣削温度进行了间接的，相似的，直观的测量，主轴转速从２ ５００ ｒ／ｍ ｉｎ 至１５ ０００ ｒ／ｍ ｉｎ。所获得的相对温度和相对温度场的结果表明，在主轴转速为７ ５００ ｒ／ｍ ｉｎ 左右时是切削温度为最高的速度临界点。经生产应用证实了这种测温方法和结论是富有成效的。速度临界点的发现将有助于铝合金高速铣削技术的发展。同时相对温度并不相似地反映真实的铣削温度，而是间接相似地反映传入零件加工表面的切削热所产生的温度。

刀具角度对钢轨铣削温度的仿真与试验研究

刀具角度与切屑的形成、铣削力、铣削温度、刀具磨损和被加工表面质量有着重要的联系。为了分析刀具几何角度对第一变形区铣削温度的影响,利用Advant Edge对U71Mn铣削过程建立了3D仿真模型;同时,采用K型人工热电偶测量了第三变形区—刀/工面处铣削温度,并探究了工艺参数对铣削温度的影响规律。试验结果表明:随着刀盘转速、进给速度和背吃刀量的增加,铣削温度逐渐升高;其中,刀盘转速和背吃刀量对切削温度有着更为显著的影响,而进给速度的影响则较小。然后采用红外热像仪对第二变形区刀/屑面的铣削温度进行了测量,并将在同一切削参数条件下人工热电偶与红外热像仪的实测温度与仿真结果进行了比较,结果表明所建3D仿真模型的有效性。最后,在上述所建模型基础上仿真分析不同刀具角度对第一变形区切削温度的影响,为铣刀盘刀具结构设计提供一定的指导意义。

高速铣削铝合金7055铣削力和铣削温度的仿真研究

采用有限元分析软件Advant Edge模拟了航空铝合金7055高速铣削过程,获得了单个刀齿高速加工中铣削力变化曲线,预测了不同切削时间下工件及刀具上的温度分布,获得了刀具前刀面和后刀面的温度分布曲线;建立了高速铣削参数对铝合金7055铣削力和铣削温度的影响曲线,可辅助优化切削加工参数,有助于减小切削过程中刀具的磨损,改善刀具切削状态,提高刀具使用寿命。

基于热电偶法的高速铣削温度实验研究

通过半人工热电偶夹丝测温法的转速单因素实验,研究在高转速环境下温度随速度变化的规律,得到了切削区温度与速度的初步规律,对以后的研究有一定的指导作用。

一种难加工材料铣削温度的计算机辅助建模

为高效切削难加工材料,研究其切削温度尤为重要。本文介绍了一种难加工材料的铣削温度模型建立的全过程。首先采用回归正交表设计试验方案,然后使用了非接触红外测温法测试仪器并选用回归方法对试验结果进行分析,最终建立了铣削温度模型。在实验中,借助于VFP程序迅速、准确地完成了切削参数的选取、实验数据的处理和结果的分析,为实验结果的可靠性提供了保证。这项工作不仅为铣削加工参数优化、铣刀设计提供了数据,也为铣削加工的数值模拟提供了依据。

原位自生钛基复合材料最佳铣削温度区间的研究

为实现钛基复合材料的高效、低损伤铣削加工及降低该材料的铣削加工成本,对其最佳铣削温度区间进行研究。采用聚晶金刚石(PCD)刀具,研究切削温度对铣削该复合材料时的刀具寿命、刀具磨损和加工表面质量的影响规律。试验结果表明:PCD刀具的最佳铣削温度区间为500℃-600℃,考虑切削过程中刀具磨损对切削温度的影响,PCD刀具铣削钛基复合材料时的最佳初始切削温度区间为420℃-480℃;PCD刀具在最佳铣削温度区间切削时,刀具崩刃和磨粒磨损显著减轻,且适当提高切削速度并减小进给量可进一步延长刀具寿命;在高于最佳铣削温度下切削时,刀具扩散磨损剧烈,且加工表面变质层深度显著增大。研究得出以下结论:PCD刀具高速铣削钛基复合材料时存在最佳铣削温度区间和最佳初始切削温度区间,在最佳铣削温度下切削有利于增强相被刀具原位压入基体或随基体一起协同变形发生转动,从而明显减少加工表面的划痕、微坑洞、撕裂等缺陷。

夹丝半人工非标热电偶在铣削温度测量中的应用研究

介绍夹丝半人工热电偶在铣削温度测量中的应用原理,并针对被加工材料分别为铝合金LF5和铝合金6063T6的情况,详细阐述其温度标定的方法。

基于二次回归模型的铝合金弱刚性零件辅助支撑加工铣削温度预测

在零件结构轻量化的要求下,弱刚性薄壁零件被广泛使用。为验证低熔点合金辅助支撑材料选择的有效性和更精准地预测铣削加工过程中刀具的温度,将试验设计理论引入铣削温度预测中。采用Design-Expert数值分析软件,结合仿真数据分析影响刀具铣削温度的三个因素,获得影响因素的二次回归模型,对刀具铣削温度进行预测,通过随机均匀选取预测值进行误差分析。由分析结果可知,预测值与实际值的平均相对误差为3.27%,预测模型精准度满足要求。

铣削温度对铣削前后刀面磨损带温度分布的影响规律仿真

为给铣刀维护提供有价值的参考数据,间接提高铣刀表面磨损带的温度分布均匀度,根据铣刀的几何特征,在仿真试验环境下生成铣刀模型,并在铣削加工前采用夹丝—热电偶技术测定刀面磨损带的温度场分布情况。模拟铣削加工工艺,在不同的铣削温度工况下测得铣后刀面磨损带温度分布,通过对仿真试验数据的分析,得出铣削温度上升对铣前后刀面磨损带温度分布规律的影响仿真结果,并得出以下结论:随着铣削温度的上升,铣前刀面磨损带的温度升高,铣削温度越高,温度变化幅度越大,且铣后铣刀表面温度分布均匀度越高。

轮槽加工中铣削力与铣削温度分布规律研究

轮槽铣刀的改进往往是推动轮槽加工技术进步的最直接动力,而轮槽铣刀不同点的切削用量不同,很难测量出刀具不同点的力和温度。基于微元思想并利用标准盘铣刀和等效方法进行了铣削试验,得到了轮槽铣刀相应型线上铣削力与铣削温度的分布曲线并关注了危险点。

基于全因子实验设计的椎板铣削温度分析与建模

本文旨在建立脊柱椎板的铣削温度模型,该模型主要考虑了骨密度和铣削参数(切骨深度和铣削进给速度)对铣削温度的影响。首先,在对椎板的逐层切骨过程的分析基础上,采用全因子实验设计法构建了不同铣削参数的切骨实验,并对不同密度松质骨的发射率进行了标定。然后,使用机器人和骨外科球形铣刀,在多种不同密度的人工松质骨材料上,按照不同的切骨深度和进给速度逐层切骨,来收集建立和验证模型所需的温度数据。使用热成像仪测量了机器人逐层切骨过程中的两种铣削温度:铣刀温度和骨表面温度。最后,分析了骨密度和铣削参数对这两种铣削温度的影响,并利用实验数据和神经网络建立了椎板松质骨的铣削温度预测模型。实验结果表明,模型估算温度值和切骨实验测量值的总拟合优度达到0.97。所建模型可帮助外科医生或机器人在逐层铣削脊柱椎板时选择合适的铣削参数,提高椎板切除手术的安全性。

TC4钛合金铣削温度正交试验研究

采用夹丝半人工热电偶测温方法,正交试验研究了主轴转速、走刀速度、铣削宽度等加工参数对TC4钛合金铣削温度的影响规律,为钛合金铣削温度的研究和优化提供参考依据。

钛合金铣削温度的有限元仿真研究

针对钛合金铣削加工中刀具磨损严重,加工效率低等问题,应用专用金属切削有限元仿真软件Advant Edge FEM,对钛合金TC4的铣削加工过程进行二维切削仿真。研究切削过程中切削温度的分布情况,及刀-屑接触区温度随切削速度变化的规律,为提高刀具寿命以及切削参数的优化提供一定的参考依据。

基于夹丝热电偶测温方法的钛合金铣削温度试验研究

钛合金由于导热系数小,铣削加工时温度较高,影响工件的表面质量及加工精度。基于夹丝半人工热电偶测温方法,采用直接法对TC4钛合金-康铜热电偶热电特性进行标定。在此基础上,试验研究了主轴转速、每齿进给量、铣削宽度等加工参数对钛合金铣削温度的影响规律,为钛合金铣削温度的研究和优化提供参考依据。