侧铣削参数对TC4钛合金表面粗糙度及材料去除率的影响

侧铣采用铣刀侧刃对工件进行铣削,是一种重要的数控加工方式,常用于直纹面零件.针对TC4钛合金的侧铣削加工,开展了主轴转速、进给速度、切削深度、切削宽度的四因素三水平正交试验,分析侧铣削参数对切削力、表面粗糙度及材料去除率的影响.试验结果表明,切削深度和主轴转速对切削力和表面粗糙度的影响较大,进给速度次之,切削宽度最小.切削深度和切削宽度的增大会显著提高材料去除率,在主轴转速为600r/min,进给速度为220mm/min,切削深度为5mm,切削宽度为0.4mm时,侧铣TC4钛合金的表面粗糙度质量较好且材料去除率较大.     

RuT400切削力预测模型及参数优化

针对蠕墨铸铁RuT400难加工的问题,通过使用硬质合金涂层刀具对RuT400进行高速铣削试验,以实验参数为基础构建了切削力预测模型,结合其切削性能并使用响应面法对切削参数进行优化。实验结果表明:使用硬质合金涂层刀具切削RuT400是可行的,而且刀具价格便宜,加工经济性更好。切削速度、进给速度、切削深度与切削力之间存在显著的线性关系,根据实际加工参数使用切削力预测模型可以对切削力作出精确预测;切削力随着切削深度的增加以严格的线性方式递增;切削用量对切削力影响的显著性顺序为:切削深度进给速度切削速度。一般情况下,较小的切削深度,适当的进给速度和较大的切削速度能获得较低的切削力和良好的加工效率。     

CVD涂层刀具高速铣削大理石切削力研究

选定切削参数(切削速度、进给速度、切削深度)设计正交试验,进行CVD氮化钛涂层刀具高速铣削大理石切削力试验,利用测力仪测出各组试验的切削力信号图,分析信号图特征得出切削力值,并记录各组切削力试验结果。分析单一切削参数(切削速度、进给速度,切削深度)对切削力变化的影响规律。采用最小二乘法原理对切削力经验公式回归系数进行参数估计,并对经验公式进行相关性检验,检验结果表明显著性很高。最终通过试验结果得出:切削力随着进给速度和切削深度的增加而增大,随着切削速度的增加而减小;并且切削深度对切削力影响最大,切削速度次之,进给速度对切削力的影响最小。     

镍基高温合金管板深孔加工试验

针对镍基高温合金材料切削变形大、加工硬化严重,材料强度高、切削力大,导热系数小、切削温度高等加工特点,开展BTA深孔加工工艺试验,从钻头直径、切削转速、进给速度三方面分析了对孔加工质量的影响,并试验分析了BTA钻头的使用寿命。     

旋转超声钻削的切削力数学模型及试验研究

通过分析硬脆材料脆性断裂去除机理和旋转超声加工特点,确定旋转超声加工时单颗磨粒的切削时间、切削深度、切削速度及切削轨迹长度,建立旋转超声恒进给率钻削硬脆材料的切削力数学预测模型。光学玻璃加工试验研究表明,切削力随进给速度的增大而增大,随主轴转速的提高而减小;在高进给速度条件下,切削力对主轴转速的变化更为敏感,在低主轴转速条件下,切削力对进给速度的变化更为敏感;从而很好地验证了已建立的切削力数学预测模型。旋转超声加工和普通加工的对比试验表明,旋转超声钻削加工可以有效降低切削力,一定程度上减小出孔崩边尺寸,从而提高加工效率、降低加工成本。根据旋转超声加工的表面粗糙度值略高于普通加工,提出硬脆材料脆性断裂去除时磨粒实际切削深度决定加工表面粗糙度的判断。     

氧化锆陶瓷侧铣切削力实验研究

在五坐标加工中心上采用硬质合金刀具对氧化锆陶瓷进行了侧铣实验.基于Matlab软件对采集到的切削力信号进行了时域、频域和小波包分析.研究了进给速度、切削宽度、主轴转速的变化对切削力的影响.实验结果表明:切削力随切削宽度的变化而变化,且近似成正比例关系;随进给速度的增加切削力不成比例增大;切削力在主轴转速低于4000 r/min前提下随转速的提高略有减小.     

高精树脂砂铸型数控切削参数试验研究

为评估主轴转速、进给速度、切削宽度、切削深度对树脂砂铸型数控切削精度的影响,通过设计单因素及多因素正交试验进行切削参数优化研究,进而得出高精树脂砂砂型加工的最优参数组合;并经过现场切削试验验证了上述最优参数组合对加工精度控制的有效性,为后续的树脂砂铸型的高精、高效加工提供有益的数据参考。     

钛合金绿色切削加工工艺优化研究

以Ti6Al4V钛合金为研究对象,采用含交互作用的正交试验方法,研究分析了冷却方式(传统切削液、微量润滑MQL和油膜附水滴OoW)、切削转速、进给速度和切削深度四个因素对铣削过程中切削力、表面粗糙度和刀具磨损的影响。结果表明,具有良好润滑性能的MQL技术切削合力比OoW总体更低;采用MQL和传统冷却液的粗糙度接近且优于OoW。冷却方式和进给速度对切削合力的影响程度高于冷却方式与其他切削参数交互作用;冷却方式和切削转速的交互作用对粗糙度的影响程度最高。MQL绿色冷却因良好的润滑效果,相比OoW能更好地抑制后刀面磨损,有望取代传统冷却液进行钛合金的绿色加工。     

液氮低温切削钛合金实验研究

针对钛合金难加工特点,将液氮作为冷却介质直接喷向切削区进行钛合金TC4低温车削加工,测量其切削力、表面粗糙度和刀具磨损,并与干切削在相同实验条件下对比,分析低温切削对钛合金的影响。实验结果表明:低温切削钛合金,主切削力有所增大,但进给方向力减小,刀具磨损状况与表面质量得到改善,断屑相对容易。     

机器人自动加工叶轮焊口工艺试验

为了实现对半开式叶轮轮缘面盖盘焊接坡口的加工去除,开展了机器人自动加工坡口的实验研究。利用自行搭建的机器人自动加工系统,以圆柱形旋转锉刀作为加工工具,对轮缘面盖盘坡口进行加工,并建立材料去除模型。利用Matlab软件对材料去除率理论方程进行仿真,分析各切削参数对材料去除率的影响规律。通过单因素实验验证了理论分析的正确性,基于正交试验确立了最佳切削参数组合。结果表明,该系统可以完全替代人工操作实现自动化加工,加工质量稳定,效率高;在一定范围内,材料去除率与进给速度、刀具转速、径向切削深度和切削宽度成正比,且径向切削深度对其影响较大,切削宽度和进给速度的影响次之,刀具转速对其影响最小。     

高温合金GH4169铣削参数优化的研究

针对GH4169材料的难加工性,设计了四因素三水平正交切削实验,应用刀具分析软件THIRD WAVE AdvantEdge对其进行模拟加工。以铣削力为目标进行参数优化,通过对不同加工工艺参数的研究,得出了转速、切削宽度、每齿进给量及切削深度等因素对切削力的影响,为GH4169的高效加工提供了有力依据。     

球头刀铣削淬硬钢倾斜表面切削力试验研究

采用正交试验方法,使用PCBN涂层硬质合金球头铣刀,对不同铣削参数下的52HRC淬硬钢Cr12MoV倾斜表面进行了铣削试验。研究了各工艺参数对切削力的影响规律。试验结果表明:三向力中,Fz远大于Fx和Fy的切削分力,Fz为主铣削力;切削深度对主铣削力的影响大于进给速度、工件倾角和主轴转速对其的影响;工件倾角16.7°,主轴转速6000r/min,进给速度800mm/min,切削深度0.1mm为优选工艺条件。同时,对比试验表明,采用顺铣方式能有效减小切削力,改善铣削稳定性。本文研究结果对淬硬钢Cr12MoV铣削工艺参数的优化具有一定的参考价值。     

小型金相试样切割机机械部分的设计

小型自动化金相试样切割机由机械部分和控制部分组成,文中针对机械结构部分进行设计。设计的小型金相试样切割机机械部分由切割机构、进给机构、夹具、机体和冷却系统组成。采用切割系统固定不动、试样进给的切割方式工作。切割机构采用三相变速异步电动机变速驱动,以简化机械结构并实现切割速度可调。三个方向的进给采用步进电机驱动滚珠丝杠来实现。夹具采用了螺旋夹紧机构。     

TiCN涂层硬质合金刀具铣削性能研究

采用Kistler三向压电铣削测力仪测试了刀具切削45钢过程中的切削力,利用超景深显微镜、扫描电镜和能谱仪观察分析刀具切削后的磨痕宽度、形貌和成分,获得了未涂层刀具HSS、TiN和TiCN涂层刀具的切削时间与磨痕宽度关系图,探讨了刀具的切削失效机理。采用XRD分析了涂层刀具铣削前的相结构,结果表明:TiN与TiCN涂层均表现为fcc-TiN相结构,TiCN具有明显的(111)择优取向,TiN择优取向不明显。切削试验表明:在磨痕宽度达到0.3mm时,TiCN涂层刀具的切削时间比TiN涂层刀具切削时间约长2.5倍,同时整个切削过程中TiCN比TiN具有更低的切削力。这可能是因为TiCN涂层比TiN涂层具有更高的硬度和耐磨性,并且切削过程中TiCN涂层中固溶的C能析出至晶界处,起到润滑作用,降低刀具与工件材料之间的摩擦,减小切削力,延长刀具使用寿命。SEM和EDS分析表明:TiN涂层刀具磨损失效机理为磨料磨损和粘着磨损,而TiCN涂层刀具失效以磨料磨损为主。     

TC4铣削中超临界CO2混合油膜附水滴的冷却润滑性能

在干切削、超临界CO2（scCO2）以及scCO2与油膜附水滴(OoW)混合三种绿色切削方式下对钛合金进行了铣削试验。通过单因素试验分析了铣削参数和冷却润滑方式对切削力、切削温度、表面粗糙度的影响规律,研究了scCO2与OoW混合冷却方式在钛合金铣削中的冷却润滑性能。结果表明,三种冷却润滑方式下,随着切削速度、每齿进给量和径向切宽的增大,切削力和切削温度均呈现增大趋势;当切削速度进一步增大时,依据高速切削加工理论,切削力和温度有增长变缓和下降的趋势;不同加工参数下,相比干切削和scCO2,scCO2与微量油膜附水滴混合冷却方式能有效减小切削力和降低切削温度,并获得良好的加工表面,具有良好的冷却润滑性能。     

金属电化学线切割工艺参数优化分析

文中根据电化学加工原理,以金属电化学线切割缝宽模型作为切割效果评价标准,分析得出影响缝宽变化的工艺参数,主要有加工电压和工具电极丝进给速度。在此基础上考察参数变化对缝宽的影响,同时参考切割时的电流效率对参数进行优化,获得具有较高精度和表面质量的切割工件毛坯。     

高速切削钢材时的切削力试验研究

本文在高速车削的试验基础上，研究高速车削时切削速度对切削力的影响，结果表明，在切削速度较低情况下，切削力随切削速度的增加而增大，但达到某一临界速度后，随着切削速度继续增大，切削力下降，不同刀具材料与工件材料的匹配在不同切削条件下有不同的临界速度。     

高速锯切单晶硅的锯切力和锯缝崩边研究

探讨在单晶硅的高速精密锯切中,锯切用量与锯切崩边幅度大小之间的关系。通过使用金刚石薄锯片对单晶硅进行高速锯切,测量和分析不同参数下的锯切力,并结合锯切力比来分析金刚石锯片对单晶硅的锯切中力与崩边相互联系的特征。结果表明:在高速锯切单晶硅过程中,锯切深度、进给速度增大都能引起锯切力与力比的增大,也造成了单晶硅崩边情况更加严重。但是转速的提高则可以使锯切力大幅降低,并有效抑制加工过程中沟槽侧面的崩边问题。锯切深度与进给速度的增加引起锯切力增大时使单晶硅材料更加倾向于脆性断裂而被去除,但是提高转速降低锯切力后可使单晶硅渐转化为塑性去除,有效提高了加工产品质量。     

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。     

基于遗传算法工具箱的插铣切削力的预测模型

根据插铣核电材料A508-3钢各向最大切削力的正交实验数据,建立插铣过程的切削参数(切削速度、每齿进给量和径向切削宽度)各向最大切削力预测模型。把切削力预测值与实验值的残差平方和为适合度函数,采用谢菲尔大学研究的遗传算法工具箱实现各向最大切削力预测模型的各项参数。结果表明切削力预测模型与实验值吻合较好。本文目的是在特定插铣切削参数条件下预测切削力。