355nm紫外激光加工Al_2O_3陶瓷的温度场和应力场仿真分析

针对紫外激光加工Al2O3陶瓷时热影响区大小与材料表面微裂纹的产生情况开展了研究,并基于固体热传导理论,对355nm紫外激光加工Al2O3陶瓷的温度场和应力场进行了ANSYS仿真分析,得到了激光加工Al2O3陶瓷过程中不同深度材料的温度与热应力随时间的变化规律,以及同一时刻不同深度材料的温度与热应力的变化规律。通过355nm紫外激光加工Al2O3陶瓷实验的实验研究,最终得出紫外激光加工Al2O3陶瓷时可以获得热影响区域较小和微裂纹较少的表面,有利于Al2O3陶瓷的表面抛光。     

激光加热辅助车削加工工程陶瓷的工艺性能分析

针对目前采用激光加热辅助车削加工工程陶瓷方面存在的缺陷及这些缺陷引起的表面质量问题,对影响工程陶瓷加工质量和精度的各个因素进行了综合的理论分析研究.以Al2O3工程陶瓷为例,进行了大量的试验及数据处理,绘制了切削深度、轴向进给速度、机床转速和激光功率等工艺参数对加工结果的影响曲线,分析出了采用激光加热辅助车削加工Al2O3工程陶瓷的最优参数范围.分析结果能够使工程技术人员对Al2O3工程陶瓷的加工性能有更深层次的认识,便于在加工过程中合理地选择相关参数,有效提高工件的加工精度和表面质量.     

SiC颗粒掺杂对激光直接成形Al2O3陶瓷裂纹敏感性的影响

为抑制激光直接成形Al2O3陶瓷过程中的裂纹,利用SiC未熔颗粒的增韧原理,在Ti-6Al-4V合金基底上进行添加SiC颗粒的Al2O3同轴送粉激光直接成形实验,分析了激光直接成形Al2O3+ SiC复相陶瓷的可行性以及成形件裂纹敏感性的影响因素.利用光学显微镜观察薄壁成形试样的裂纹扩展、显微组织和两相结合情况,并使用X射线衍射仪(XRD)进行相分析.结果表明:SiC颗粒可在激光直接成形Al2O3+SiC陶瓷中起到抑制裂纹的作用,并可形成各成分结合良好,无明显化学反应,含有较完整SiC未熔颗粒的复相陶瓷材料.单因素实验显示:SiC比例f、激光功率P、扫描速度v和送粉率n对裂纹敏感性均有显著影响,最后采用工艺参数:f =10％(重量百分比)、P=186 W、v=300 mm/min及n=1.78 g/min成形了裂纹敏感性低,无明显缺陷的长×高×厚约为17 mm×6 mm×2 mm的薄壁件.     

激光加工凝胶注模成型氧化铝陶瓷坯体的试验研究

采用不同雕刻工艺参数对凝胶注模成型的Al2O3陶瓷坯体进行雕刻试验。详细分析了工艺参数对单层雕刻深度、雕刻质量的影响以及激光雕刻陶瓷坯体的机理。当激光输出功率为12mA、扫描间隔为0．15mm、激光扫描速度为27mm／s时,陶瓷坯体试样获得较高的雕刻质量。利用试验中获得的参数数据进行了三维实体的雕刻并给出了应用实例。结果表明,分层成形原理可以应用于激光雕刻领域,三维雕刻系统能够在陶瓷坯体表面直接加工真正的三维图形。     

基于正交试验的铣削参数对表面粗糙度影响研究

切削参数是影响零件加工表面粗糙度的重要因素,为了分析切削参数对表面粗糙度的影响,利用正交试验安排铣削试验,分析铣削速度、铣削深度、铣削宽度和进给量4个因素对表面粗糙度的影响规律。试验结果表明,进给量、铣削速度、铣削深度对表面粗糙度影响显著,各因素对加工表面粗糙度的影响从大到小依次为进给量﹥铣削速度﹥铣削深度﹥铣削宽度;通过多元线性回归分析得出表面粗糙度的经验公式,为切削参数优化和表面粗糙度预测提供理论依据。     

单晶Ni3Al基高温合金微铣削表面粗糙度试验研究

为研究单晶高温合金的微铣削表面粗糙度,采用直径为0.8mm的双刃硬质合金微铣刀,对典型的单晶Ni3Al基高温合金IC10进行微尺度铣削的三因素五水平正交试验研究。通过极差分析找出主轴转速、进给速度、进给深度对微铣削表面质量影响的主次因素。通过优化获得理想的切削工艺参数组合,所获表面粗糙度为801nm。对其切削机理和影响表面质量的原因进行深入的分析,其结果对单晶高温合金的微加工理论的机理揭示具有一定的指导意义。     

基于正交实验的玻璃陶瓷铣削加工表面质量研究

采用正交试验法研究球头铣刀铣削加工牙科玻璃陶瓷时铣削参数对零件加工表面粗糙度的影响。设计了以铣削速度、每齿进给量、切削深度、径向切削宽度为主要因素的正交试验。通过极差分析方法研究了切削参数对表面粗糙度的影响规律,明确了主要影响因素。结果表明:各因素的影响程度从大到小依次为每齿进给量、径向切削宽度、铣削速度、切削深度。并建立了牙科玻璃陶瓷铣削加工表面的表面粗糙度预测模型。     

陶瓷刀具表面微织构激光刻蚀正交工艺实验研究

基于正交试验法优化陶瓷刀具表面微织构激光刻蚀工艺参数,使用极差分析法绘制了各因素与各指标之间的关系曲线图,得到各因素对微织构尺寸的影响程度,以此优化激光工艺参数。结果表明:影响微织构宽度的主次顺序为重复频率、激光功率、扫描次数、扫描速度;影响微织构深度的主次顺序为:扫描次数、重复频率、扫描速度、激光功率。激光功率过大、扫描速度过慢、重复频率过大、扫描次数过多,会使得陶瓷刀具表面微织构底产生裂纹。采用优化后的工艺参数进行实验,有效地抑制了微织构表面裂纹的产生,且微织构尺寸达到切削实验要求。     

基于正交试验的锡铋合金铣削加工表面粗糙度研究

为了提高表面加工质量,对锡铋合金表面粗糙度与铣削工艺参数之间的关系进行了研究。基于正交试验设计方法,以主轴转速、铣削深度、进给速度、铣削宽度四个参数作为影响因素,进行铣削试验研究。利用ANOVA确定了进给速度是影响锡铋合金加工质量最重要的工艺参数,而铣削深度对锡铋合金加工质量影响最小;经极差分析,得到了最佳的锡铋合金铣削工艺参数组合;并分析了各因素与表面粗糙度之间的规律,为提高锡铋合金的加工质量提供依据。     

磨料水射流铣削陶瓷材料的表面形状研究

对磨料水射流铣削氧化铝陶瓷的铣削表面形状进行了试验研究,并分析了铣削工艺参数对铣削表面形状的影响。结果表明对应于不同的工艺参数,铣削表面的结构形状随加工参数的改变而变化。随着水压力的增大,铣削所得的凹槽深度增加,而喷嘴横移速度增加时,凹槽深度减小,水压力和喷嘴横移速度对凹槽宽度的影响不大。随着靶距和横向进给量的增加,凹槽深度都减小,宽度增加。     

高速铣削超高强度钢的切削力及表面粗糙度研究

选用涂层硬质合金刀具对300M超高强度钢进行高速铣削试验,通过单因素试验和多因素正交试验法,得出铣削参数(主轴转速、每齿进给量、铣削深度)对切削力及表面粗糙度的影响规律及主次关系。对正交试验结果做最小二乘法分析,建立切削力及表面粗糙度与铣削参数之间的经验模型;对经验模型的回归方程及系数做显著性检验,并对其进行参数优化,得出铣削参数的最优组合。结果表明:主轴转速和铣削深度对切削力的作用较大,而每齿进给量对其影响相对较弱;每齿进给量对表面粗糙度作用最强,铣削深度次之,主轴转速对其作用最弱。     

金属熔覆件侧面激光铣削整形工艺的研究

为提高激光熔覆件的成形质量,采用激光铣削的处理方式来保证熔覆件侧面的光滑平整。为此,对熔覆件侧面铣削进行整形工艺试验研究,选择点间距、激光功率、脉宽和离焦量作为变量,通过正交试验来探究各工艺参数的权重并进行参数优化。用优化后的参数对熔覆件侧面进行铣削加工,得到铣削宽度为0.075mm,面粗糙度为2.319μm。相比原熔覆件,侧面成形质量得到明显改善,证明用激光铣削的方式提高熔覆件成形时侧面的光滑性和平整度是可行的。     

A new CNC turning canned cycle for revolved parts with free-form profile

Laser micromilling technique is a thermal machining process which is used to remove material on the target geometry and has been widely employed in mold and die making industry. In this technique, the control factors of process such as scan speed, scan direction, frequency, and fill spacing play major affect on the surface quality. The selected quality characteristics are the mean surface roughness and milling depth. The main objective of this study is to determine the optimal milling conditions based on machining direction for minimizing the surface roughness and maximizing the milling depth. Therefore, L18 orthogonal array is constituted and subsequently signal/noise ratio and analysis of variance were employed to investigate the optimal levels of process parameters. The analysis results show that the scan speed has the highest effect on the surface roughness of which percentage contribution is 39.68% and also the beam scan direction and fill spacing have significant effects which contribute 19.67% and 16.09%, respectively. The experimental result for optimal condition is 2.23?μm. The results for milling depth show that only scan speed and fill spacing have significant effects which contribute 69.08% and 19.21%, respectively. Moreover, the scan direction has the least effect on the milling depth which can be neglected. The frequency has no effect on both surface roughness and milling depth. The result obtained from experiment at the optimal condition is 121.4?μm.     

Investigation of micro-milling process parameters for surface roughness and milling depth

The main objective of this study is to investigate the micro-milling performance of the AISI H13 with different process parameters namely laser power, scan speed, frequency, and fill spacing using 30W fiber laser marking machine and to find the optimal operation conditions for minimum surface roughness and maximum milling depth. The 108 different combinations occurred with the interaction of each level of the parameters used in this study. Therefore, the main contribution of this paper to the related literature is that it produces new evidence regarding the effects of the multi-scan times on both surface roughness and milling depth. The experimental results are showed that 0.03?mm of fill spacing, the highest scan speed (800?mm/s), lowest frequency (20?kHz), and laser power (60%) produced better surface roughness, which is 1.75???m. The deeper cavity on the geometry is obtained under the experimental combination as 200?mm/s of scan speed, 0.02?mm of fill spacing, 60% of laser power, and 40?kHz of frequency, which is 195???m. The regression analysis was used to develop a mathematical model and determine the effect of process parameters on the surface roughness and milling depth. The results of subsequent tests verifies regression models.     

基于响应曲面法的表面粗糙度预测模型的建立与切削参数的优选

文中通过试验设计的方法研究了高速精加工中切削参数的选择对表面粗糙度的影响.采用响应曲面法建立表面粗糙度的响应模型,分析了切削速度、进给量、背吃刀量对表面粗糙度的影响以及切削参数的优选.结果显示背吃刀量对表面粗糙度的影响最为显著,进给量次之,切削速度影响最小.在表面粗糙度选定的情况下,优先选择背吃刀量可以提高加工效率.     

基于ELMAN网络的高速平面铣削表面粗糙度的研究

本文使用人工神经网络方法建立了高速平面铣削条件下切削参数对加工表面粗糙度影响的模型。通过高速切削实验，利用正交试验组合数据组训练神经网络。研究和预测切削速度、切削深度和每齿进给量对加工表面粗糙度的影响，通过实测数据测试了模型的性能，取得了较好的效果，该方法可以用于预测高速平面铣削表面粗糙度。     

高速铣削工艺优化研究在数控加工中的应用

以降低数控实践教学成本,提高加工效率为目标,构建了高速铣削加工参数多目标优化方案,合理设定了各类约束条件,并利用复合形法进行优化。具体分析了数控铣削加工切削要素及各类冷却加工形式,对切削速度、径向切削量、背吃刀量等较主要的切削用量的优化选择进行了探讨,为合理选择铣削加工工艺参数提供了参考依据。通过最高生产效率、最低生产成本、综合优化原则构建了最佳切削用量数学模型,为计算结果的准确性取得充实的保障。通过在实例教学中的应用,验证了优化方案的可行性,提高了加工效率,降低了实验材料成本。     

薄壁结构件铣削参数有限元正交优势分析及优化

大型整体薄壁结构件在航空、航天工业中得到了广泛应用。但由于其刚性差,在铣削加工过程中常常出现铣削力过大而引起较大的变形,严重影响工件的加工质量和精度。针对上述问题,提出一种有限元正交优势分析方法,用以优化铣削参数,减小铣削产生的零件变形。该方法采用正交试验设计规划指导有限元铣削加工变形分析的参数方案设计,通过不同方案的计算结果研究分析铣削速度、铣削深度、铣削宽度、每齿进给量对加工变形的影响,得到各铣削要素选择的较好水平;采用优势分析方法对正交试验结果进行处理,得到各铣削要素对加工变形的贡献率,从而确定优化的铣削加工方案。以某薄壁框类零件为例得到了铣削参数的优化组合,经过验证,优化后的试验方案减少了铣削产生的最大变形量,证明了该方法的可行性及有效性。     

薄壁零件高速铣削实验

通过高速铣削单因素实验，研究高速铣削参数对工件表面质量和铣削力变化的影响规律，优化薄壁零件高速铣削参数。在此基础上进行了薄壁零件的高速铣削实验，结果表明，采用优化后的高速铣削参数加工薄壁零件，能够有效地提高薄壁零件的加工精度和加工效率。