基于正交试验的铣削振动影响因素分析

切削振动对零件加工表面质量影响较大,为了控制切削振动,提高加工表面质量,利用正交试验进行不同工艺条件下的铣削试验,采集振动信号并提取信号特征值,通过方差分析等方法研究铣削参数和刀具磨损对铣削振动的影响规律,确定影响铣削振动的显著因素,为切削振动控制研究及铣削工艺参数的合理选择提供理论参考。     

1Cr11Ni23Ti3MoB不锈钢切削加工性能试验分析

对1Cr11Ni23Ti3MoB奥氏体热强不锈钢的切削加工性能进行试验分析,采用二次正交旋转组合试验设计方法,研究切削速度、进给量、切削深度等工艺参数对刀具磨损和加工表面粗糙度的影响规律.分析结果表明,采用涂层刀具切削1Cr11Ni23Ti3MoB不锈钢时,磨损机制主要包括磨损初期的前刀面月牙洼磨损和剧烈磨损阶段的涂层剥落.刀具磨损量与切削深度、切削时间为正相关,与进给量、切削速度为负相关,对刀具磨损量影响最大的工艺参数是切削深度.加工表面粗糙度值随切削速度的提高和切削深度的增大而减小,随进给量的增大而增大,对加工表面粗糙度影响最大的工艺参数是切削速度.     

基于正交实验法的工程陶瓷铣削加工参数研究

利用硬质合金刀具和相应的实验设备,设计并进行了工程陶瓷铣削加工的正交试验,通过对主要切削参数的初步选择和实验,得到相对合理的工程陶瓷铣削加工主要参数的因素和水平的范围,再进行正交试验得到实验结果,比较试验结果。通过极差分析法,研究了切削速度、每齿进给量、轴向切削深度和径向切削深度对工程陶瓷切削过程中刀具磨损的影响,排列出切削用量对刀具磨损影响的主次顺序,经实验后得出合理的工程陶瓷铣削加工参数。     

SiCp/Al轴向超声振动微铣削的切削特性试验研究

针对SiCp/Al复合材料微铣削刀具易磨损、难以获得高质量加工表面的问题,对40%体积分数的SiCp/Al复合材料采用轴向超声振动进行辅助微铣削,根据轴向超声振动微铣削的切削特点,通过试验研究铣削力信号的幅频特性,三向切削力随主轴转速、切削深度和每齿进给量的变化规律,并与普通微铣削进行和对比。结果表明:采用轴向超声振动辅助微铣削,三向铣削分力都呈现出随主轴转速先增大再缓慢减小的趋势,可使3个方向的铣削力减小10%～50%。     

基于振动信号控制的水室封头铣削加工工艺的优化

水室封头部件是蒸汽发生器的关键部件,关系到核电发电效率及安全性。水室封头铣削加工的工况为大悬深量、大进给量、轴向切削深度大,产生较大的切削力,导致主轴-刀具系统产生非常大的振动,进而造成工件表面质量和刀具寿命降低。针对上述问题,对铣削水室封头的工艺进行优化,减少了铣削过程的振动,从而提高型面加工精度。采用正交实验分析切削参数对X方向切削振动的影响,分析得出轴向切削深度是影响铣削振动的主要因素,每齿进给量次之,主轴转速影响最小的结论。优化后的切削参数是轴向切深为1.5mm,每齿进给量为0.8mm/z,主轴转速为500r/min。     

平面端铣切削振动试验

介绍了端铣振动试验方法。通过观察分析工件表面的微观不平度、切削表面的高频波纹和在机床切削点测得的振动信号,跟踪分析了铣削强迫振动和颤振现象。强迫振动随切削速度、进给量、切削深度增大而加剧,颤振随切削速度、进给量增大及切削深度减小不易发生,结论与理论分析、他人试验结果相符,为选择改变切削用量、减小铣削振动指出了方向     

新型F92铁素体耐热钢的铣削加工性能

对难加工材料F92耐热钢进行了铣削试验,在干切削条件下使用硬质合金涂层立铣刀进行加工,分析了该材料的铣削机理,研究了切削速度、进给量、切削深度三因素对切削力、加工表面粗糙度以及刀具磨损的影响,在此基础上获得了高效率、高精度的加工工艺参数.结果表明:当切削速度为94 m·min-1、每齿进给量为0.06 mm、切削深度为7.5 mm时主切削力较小(<170 N),同时可以得到较好的表面加工质量(Ra<0.4μm),铣刀的主要的磨损形式是涂层剥落和磨粒磨损.     

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。     

CVD金刚石刀具的微细铣削仿真及试验研究

为研究切削参数对CVD金刚石微铣刀切削性能的影响,运用扩展有限元法对CVD金刚石微刀具的铣削加工和刀具损伤应力进行仿真模拟,研究了铣削加工后工件的表面粗糙度随切削参数的变化规律,分析了切削参数对微铣刀失效的影响,并通过试验验证了仿真结果的正确性。研究结果表明:在CVD金刚石微铣刀加工TC4钛合金时,铣削深度和每齿进给量的增加不利于工件加工质量的改善;铣削速度增加对工件加工表面粗糙度影响较小;铣削深度是影响刀具失效的主要因素,铣削速度和每齿进给量是影响刀具失效的次要因素。     

马氏体不锈钢铣削加工刀具磨损及切削参数优化的实验研究

针对铣削马氏体不锈钢时出现的刀具磨损严重、加工成本过高的问题,采用全因素实验设计方法研究了不同切削参数下刀具的磨损规律以及刀具寿命情况。研究结果表明:切削速度对刀具寿命的影响程度最大。在中低速切削时,刀具磨损过程存在正常的3个磨损阶段,进给量与切削深度对刀具寿命的影响程度相差不大;在中高速切削时,刀具磨损呈现线性规律,进给量对刀具寿命的影响程度明显高于切削深度对刀具寿命的影响程度。此外还以利润最大化为优化目标,提出了一种新的切削参数优化指标,并通过实验证明该指标可以较好地反映加工成本,对降低加工成本具有指导意义。