微波烧结SiAlON陶瓷立铣刀力学性能和切削性能研究

采用微波烧结方法制备了用于磨削SiAlON陶瓷立铣刀的棒料,研究了压制方式及压力对微波烧结SiAlON陶瓷棒料微观结构和力学性能的影响规律,制备了SiAlON陶瓷立铣刀,并对其切削性能进行了研究。结果表明:对于大长径比SiAlON陶瓷,径向压制可以获得密度分布更加均匀的生坯,压制压力为100MPa时,SiAlON陶瓷试样无微观缺陷,具有良好的机械性能。微波烧结的SiAlON陶瓷立铣刀可用于镍基高温合金高速切削,刀具寿命是进口涂层刀具的2倍。

基于粉碎齿刀具的吸波蜂窝高速铣削加工试验研究

针对某一典型吸波蜂窝材料,采用粉碎齿刀具在不同切削参数下进行高速铣削试验,从切削力、加工表面质量、切削功率、切削温度等角度分析铣削参数对加工过程参量的影响规律,进而确定吸波蜂窝高速铣削的优化工艺参数。研究表明,提高切削速度有利于降低切削力和改善表面加工质量,当进给速度、切削深度或切削宽度增大时,因单位时间内材料切除体积增大,导致切削力和切削温度升高,造成表面缺陷加剧。以抑制毛刺缺陷形成为主要目标时,综合考虑工艺参数对切削力、切削功率和切削温度的影响,推荐优化工艺参数为主轴转速16000 r·min^(-1)、进给速度4000 mm·min^(-1)、切削深度10 mm和切削宽度15 mm。研究结果可为粉碎齿刀具高速铣削吸波蜂窝材料的工艺优化提供数据参考。

基于五轴平台的枞树型轮槽铣刀加工工艺分析

轮槽成型铣刀是加工汽轮机轮毂槽的重要工具,其结构复杂且加工困难。为提高加工效率和精度,以某型高速钢轮槽铣刀为例,提出基于五轴平台的加工工艺方法。使用UG软件基于五轴车铣复合机床规划粗加工刀具路径,并采用专用后置处理器生成数控加工程序,通过虚拟机床进行仿真验证;采用NUMROTO软件规划精加工路径,获得磨削NC代码并进行虚拟加工验证;进行实际切削验证,通过DOOSAN PUMA SMX2600ST车铣复合加工中心对刀具进行粗加工后,在SAACKE UWIF五轴工具磨床上完成刀具的精加工。实验结果证明,该工艺方法不仅能保证产品质量符合工艺设计要求,而且制造效率提高了20%。

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.

义齿用预烧结氧化锆高速铣削时刀具磨损及寿命预测

为了准确判断和预测义齿铣削加工过程中刀具的磨损状况及磨损趋势,通过对义齿用预烧结氧化锆陶瓷进行系统的高速铣削加工试验,研究了切削参数及切削时间对刀具磨损的影响。按等时间间隔采集实测的刀具磨损数据,给出不同铣削速度下的刀具磨损曲线,基于灰色理论建立了刀具铣削磨损量的灰色预报模型(GM(1,1)),并对特定工况下的刀具磨损量及其寿命进行了预报,理论计算及试验验证表明预测值与实测值吻合较好,所建模型精度较高,能很好地满足铣削预烧结氧化锆陶瓷义齿时刀具寿命的预测要求,为合理使用、更换铣刀,保证义齿工件的加工质量提供了可靠依据。

薄壁整体结构件的高速铣削

概括分析了薄壁整体结构件切削加工的特点和难点.以高速铣削铝合金三连波导试件为例,通过采用适当的装夹方法,合理安排工序,优化铣削方式和走刀路线,合理选用刀具,优化切削用量,合理冷却润滑,在控制变形使加工质量符合要求的前提下,省略了中间热处理工序,加工时间低于普通铣削时间的三分之一.实践经验和试验数据表明,高速铣削薄壁整体结构件应采用高切削速度、大进给速度及小轴向切深,可供推广应用高速铣削之参考.

高速铣削工件表面粗糙度的预测

表面粗糙度是衡量工件表面质量的重要指标。采用正交试验方法,利用圆环面铣刀对模具钢NAK80进行了高速铣削试验,测量了不同工艺参数下的工件表面粗糙度。将试验结果与人工智能中的BP神经网络结合,建立了表面粗糙度预测模型,用于预测不同主轴转速、进给速度、切削深度、切削行距、刀具倾角时被加工工件的表面粗糙度,并通过MATLAB图形用户界面设计了表面粗糙度预测软件。结果表明,该预测模型及其封装后的软件可用于加工前工件表面粗糙度的预测。

高速铣削淬硬模具钢的工艺性与经济性研究

高速加工机床及其刀具技术的最新发展使得在模具和零件制造领域实现“以切代磨”成为可能 ,用超硬刀具高速切削淬硬模具钢等难加工材料已得到越来越广泛的应用。由于模具或零件的高速切削加工可免除磨削或抛光等后续工序 ,因此精加工时如何保证工件最终表面质量同时将加工成本控制在可接受范围之内是研究人员关注的重要问题。本文在调查的基础上分析了用于高速铣削淬硬模具钢的整体硬质合金涂层立铣刀的切削性能和经济性 。

高速旋转圆盘刀具薄刀片横向振动的有限元分析

针对高速旋转圆盘刀具薄刀片实际工作时存在的横向振动问题,应用有限元方法及实验测量进行了研究。利用单元正方化扇形网格划分方法,对薄刀片划分单元,并应用拉格朗日方程建立了高速旋转圆盘薄片刀具薄刀片的动力学方程。通过对该动力学方程的分析,确定了薄片圆盘刀具系统的静态和动态特性。利用专门设计、制造的试验装置,对圆盘薄片刀具系统的静态和动态特性进行了测量,并将测量数据与理论分析进行了对比。结果表明:建立的薄片圆盘刀具系统的动力学方程是正确的。

高速整体硬质合金铣刀的变形与应力分析

利用有限元软件Ansys8.0分析离心力和切削力对小直径整体硬质合金铣刀变形和应力分布的影响。研究表明,切削力是影响小直径整体硬质合金铣刀变形大小和应力水平高低的决定性因素,优化切削用量各参数与切削力间的关系,可以在保证铣刀不发生明显弯曲变形和折断的前提下,提高金属去除率和切削效率。

钛合金薄壁件超声椭圆振动铣削研究

针对航空领域中钛合金薄壁件在铣削过程中存在切削力大、加工精度低等问题,提出了超声椭圆振动铣削方法进行钛合金薄壁件的加工。超声椭圆振动铣削时,刀尖的特殊运动轨迹使刀尖具有高线速度特性和高频断续切削特性,平均切削力大为降低,从而增强了铣刀的切削能力,提高了切削加工精度。利用自制的超声铣削刀柄系统,对钛合金试件进行铣削实验,结果表明与普通铣削相比,超声椭圆振动铣削的切削力可降低达50%,零件的形位精度得到了显著提高。

球头铣刀加工倾角对切削力的影响

对球头铣刀刀具轴线和工件加工表面之间的加工倾角进行了理论研究,建立了加工曲面时刀具倾角的数学模型,并通过试验研究了高速铣削铝合金时刀具倾角对切削力的影响规律。随着刀具轴线相对于进给方向倾斜角度β的增大,切削力变化的趋势是减小;编制多轴数控加工程序时可以通过设置合理的刀具倾角来改善切削条件。

PCBN刀具应用于先进切削工艺研究

介绍了ＰＣＢＮ刀具的特点、性能及高速、超高速切削、硬态切削、干式切削等先进切削工艺的特点和优越性，并用实际数据说明ＰＣＢＮ是适合于上述先进切削工艺方法的理想刀具材料，具有重要的应用价值和意义。

数控高速铣刀参数化设计系统的开发

针对数控高速刀具开发的技术特点,采用Pro/TOOLKIT二次开发工具,在VC环境 下,开发了数控高速铣刀参数化设计系统,应用系统给出了高速铣刀设计实例,通过有限元分析的 方法,进行了高速刀具安全性的评价.该系统人机交互过程友好,可方便快捷地完成高速铣刀的参 数化设计,缩短刀具开发周期约60％,为Pro/ENGINEER的二次开发工作提供了有价值的参考.

淬硬模具高速铣削加工刀具技术分析

系统介绍了高速铣削加工淬硬模具时刀具材料及几何参数选择、刀具的损坏及检测、刀具与机床连接技术、刀具的安全性等相关刀具技术。

高速干式飞刀铣齿切削力模型

利用金属切削理论,采用高速干式飞刀铣齿模拟滚齿切削过程,建立飞刀铣齿切削力模型,推导出飞刀铣削力的计算公式。该模型的建立对进一步分析高速干式滚齿过程中的特征参数、进行切削机理的研究具有重要意义。

不等齿距三刃高速立铣刀的动平衡及设计

根据高速立铣刀容屑槽的几何特点,建立铣刀径向截面槽形曲线的通用数学模型。在此基础上,应用动平衡的基本理论,推导出不等齿距三刃高速立铣刀质量偏心和不平衡量的数学模型。利用动平衡测量仪测得不等齿距三刃高速立铣刀的不平衡量,并将其与理论计算值进行对比,对比结果证明质量偏心和不平衡量数学模型完全可靠。根据质量偏心的数学模型,对其影响因素进行分析,发现铣刀螺旋角和刃长对质量偏心的影响最大,据此提出不等齿距三刃高速立铣刀优化设计的思路。为研究不平衡量和不等齿结构对切削力和振动的影响,进行高速铣削对比试验,试验结果表明,不等齿结构具有抑制振动的作用,但对切削力影响较小;不平衡量的增大会引起切削力和振动的明显增大。

切削加工和刀具技术的现状与发展

对国际先进制造技术研讨会 (ISAMT’2 0 0 1)暨中国高校切削与先进制造技术研究会第七届年会的有关论文进行了综合评述 ,分析了国内切削加工和刀具技术的现状 。

高速铣刀安全性设计理论与方法

针对切削速度大幅度提高引发的铣刀安全性问题,主要介绍了高速铣刀安全性研究与设计的相关理论和方法.将高速铣刀安全性划分为安全稳定性和安全完整性两部分,指出在高速铣刀未发生完整性破坏之前,其安全性存在一个动态衰退过程,对相关的高速铣刀切削稳定性、刀具材料设计中的跨尺度关联、铣刀设计冲突与多层次功能耦合、铣刀设计与安全性评价中的不确定性等问题进行了分析和论述,提出高速铣刀安全性衰退机理与铣刀评价和整体优化设计应重点解决的关键问题.

球头刀高速铣削模具钢热力分布3D模拟

为了获得球头刀高速铣削模具钢在切削过程中的热力分布状态,为已加工表面的热力形成机制研究提供基础数据,利用基于拉格朗日算法的有限元工艺仿真系统DEFORM,对汽车覆盖件模具钢Cr12Mo V的高速铣削过程进行了3D有限元建模仿真.模型模拟了球头刀在倾角为15°时的切屑形成过程,预测的进给方向、跨距方向以及轴向方向的切削力与实验数据相符,在剪切面处模拟所得切削平均温度偏差在10%以内.模具表面切削区轮廓形状与高速铣削产生切屑形貌基本吻合,证明建立的3D模型能够较好地反应切削过程中的热力分布情况.