高速切削Ti6Al4V钛合金时切削温度的试验研究

应用硬质合金刀具对Ti6Al4V钛合金材料进行了高速车削和高速铣削试验,研究分析了干切削、空气射流及氮气射流条件下的切削温度变化情况。研究结果表明,氮气射流及空气射流条件下的切削温度明显低于干切削条件下的切削温度,而氮气射流条件下的钛合金高速切削温度则略低于空气射流条件下的切削温度。     

OSG立铣刀切削性能试验研究

用OSG的FX系列立铣刀进行切削对比试验,根据试验结果,讨论硬质合金立铣刀的使用寿命及最佳切削条件     

钛合金冷风切削表面粗糙度试验研究

为了探索汽轮机低压锁扣叶片材料Ti6Al4V钛合金的切削表面粗糙度变化规律,采用均匀设计方法设计了钛合金切削参数,在冷风降温条件下,对表面粗糙度进行试验研究。运用最小二乘法原理,对试验数据进行多元线性回归分析,建立了适用于钛合金材料在冷风切削条件下的表面粗糙度经验公式,从而找到冷风条件下切削表面粗糙度的变化规律。     

润滑条件对TC4钛合金切削加工影响的实验研究

为了研究冷却润滑条件及切削参数对TC4钛合金的切削力和表面粗糙度的影响,分别开展CMQL、冷风、浇注式冷却润滑条件的TC4钛合金高速切削实验、四种不同润滑环境的粗/半精/精加工实验以及CMQL条件下TC4钛合金正交切削试验,通过单因素分析和正交试验法研究冷却润滑条件及切削参数对切削加工性的影响。研究表明：CMQL冷却润滑条件可在TC4钛合金高速切削时有效降低切削阻力和改善表面粗糙度,并在高速精车削阶段体现出降低切削阻力的优势。考虑CMQL条件下高速精车TC4钛合金加工效率,最佳参数组合为较高的切削速度、较小的精加工余量和合适范围内较大的进给量。     

应用均匀设计的切削温度试验研究

为了探索难加工材料奥氏体不锈钢切削温度与切削参数的相关性,引入伪变量A表达切削冷却降温条件,用均匀设计法设计含定性因素混合水平的车削试验方案,在干式、低温冷风微油雾和环保型湿式三种冷却降温切削条件下进行了车削试验,用热成像仪检测切削温度,建立了刀片前刀面温度场。在三种冷却降温切削条件下,以切削速度、进给量、切削深度及刀尖半径为自变量,用最优回归子集法建立了奥氏体不锈钢切削温度模型,回归效果非常明显,因变量与自变量密切相关。研究成果对非接触式切削温度检测、切削温度场建立及切削温度变化规律认识具有现实指导意义。     

加工TC4钛合金发动机叶片球型刀的试验研究

针对发动机TC4钛合金叶片的切削加工,通过生产部门大量的切削试验,确定了合理的刀具材料、几何角度、切削用量以及粗、精加工条件下刀具的相对磨钝标准。并用试验验证了粗、精加工条件下几何角度和切削用量对球型刀耐用度的影响以及表面粗糙度值随切削时间的变化规律。试验结论对硬质合金球型刀切削TC4钛合金叶片具有实际的指导意义与参考价值。     

高速切削过程绝热剪切局部化断裂预测

基于高速切削过程绝热剪切饱和极限理论,结合锯齿形切屑绝热剪切带的变形和受力条件,以及材料的动态塑性本构关系,建立以切削速度、切削厚度和刀具前角为预测变量的高速切削过程绝热剪切局部化断裂的预测模型,并以淬硬45钢和FV520(B)不锈钢为例,预测其发生绝热剪切局部化断裂的临界切削条件。通过高速切削试验和金相试验,讨论了切削条件对绝热剪切局部化断裂过程的影响规律和敏感程度,验证了绝热剪切局部化断裂的预测结果。结果表明:较大切削厚度和较小刀具前角会降低绝热剪切局部化断裂的临界切削速度,建立的绝热剪切局部化断裂预测模型能有效预测切屑发生绝热剪切局部化断裂的临界切削条件。     

硬态车削表面白层厚度的影响因素分析

通过用PCBN刀具切削GCr15试件的切削试验 ,分析了硬态车削时被加工表面白层的产生条件 ,应用正交试验法研究了切削速度、进给量、切削深度等切削参数对白层厚度的影响规律 ,并讨论了白层及黑层的形成机制。     

薄壁件模态分析及铣削稳定性分析

薄壁件壁薄、刚性差,加工时易产生切削颤振,本文建立考虑刀具和工件刚度特性的薄壁件铣削动力学模型,根据不同刚度条件下系统的模态试验获取模型的系统动态性能参数。通过铣削加工试验进而获得模型的铣削力系数,并绘制出相关的切削稳定性极限图,设计切削试验模拟加工过程不同刚性条件,经试验验证,模型及极限图准确可靠。     

基于离散元的模拟月岩切削负载特性数值模拟及试验验证

钻取采样是人类获取月球岩石类样品的重要手段,钻进负载的稳定性是确保月岩采样任务成功的关键因素。由于岩石属性直接决定其可钻性等级,并影响钻进负载,有必要在地面环境中,分析岩石本构模型与钻进负载之间的关系,构建不同可钻性等级的岩石样本模型,开展模拟钻进试验,获知不同钻进参数下岩石采样的钻进载荷变化情况。据此,将地面条件下大理岩样本选作模拟月岩切削特性的研究对象,基于二维颗粒流程序(Particle flow code 2 dimensions,PFC2D),建立小切削深度下仿真分析模型。利用Plackett-Burman试验(PB试验)和中心组合设计(Central composite design,CCD)方法,确定影响岩石切削特性的微观参数,开展不同切削深度下的模拟月岩切削负载试验验证。经仿真分析与试验验证能得到与岩石切削特性相对应的离散元模型,试验结果表明该仿真模型在较小切削深度条件下的切削负载变化规律与实际情况一致。通过研究获得了一种建立模拟月岩离散元切削模型的建模方法,为后续分析钻头/切削刃构型参数对钻进/切削负载的影响提供了研究条件。     

织构化刀具切削性能测试及切削温度仿真分析

研究织构化硬质合金刀具对切削Ti6Al4V钛合金性能的影响。在干切削和低温微量润滑(CMQL)条件下,通过开展无织构和织构化刀具切削试验,分析不同刀具在不同润滑条件下切削力和摩擦因数变化规律。结果表明:微沟槽刀具在CMQL条件下的切削性能最好,在干切削条件下的切削性能最差,表明微沟槽在CMQL条件下能有效改善刀具的摩擦学性能,而在干切削条件下反而增大了刀具的摩擦磨损。通过仿真分析织构化刀具高速干切削条件下的切削温度,结果表明:织构化刀具干切削条件下的切削温度高于无织构刀具,这是因为表面织构增大了刀具表面的粗糙度,加剧了刀-屑界面摩擦。     

基于均匀和正交设计的钛合金高速切削仿真研究

为了减少试验次数、提高效率,通过建立基于JC材料本构模型和绝热剪切失效准则的二维切削仿真模型,运用有限元ABAQUS软件在试验前对钛合金TC4进行高速切削模拟。对比均匀和正交两种设计方法在揭示切削参数对表面粗糙度影响规律中的优缺点,为试验研究优选一种设计方法,同时也揭示仿真中切削速度、进给量和轴向切削深度3个切削参数在高速切削条件下对表面粗糙度的影响规律,为试验加工研究切削参数对表面粗糙度的影响规律奠定基础。     

基于均匀设计法的钛合金切削参数优化试验研究

为了探索汽轮机低压锁扣叶片钛合金的清洁切削加工规律,优化其切削参数,保证表面质量,提高切削效率,采用均匀设计方法设计了钛合金切削试验参数.分别在常温干式切削和低温冷风降温切削条件下,对切削力和表面粗糙度进行了试验研究,对试验数据进行多元线性回归分析,建立了适用于钛合金清洁加工的表面粗糙度和切削力多元线性回归模型,在此基...     

基于正交试验的铣削参数和刀具磨损对表面粗糙度的影响研究

切削加工表面粗糙度对零件的使用性能有重要影响,而加工过程中的工艺条件又是影响表面粗糙度的主要因素.利用正交试验方法安排铣削试验,通过方差分析等方法进一步分析切削参数和刀具磨损对表面粗糙度的影响规律,确定影响表面粗糙度的主要因素,为合理选择切削加工工艺条件提供理论依据.     

钛合金的超声振动切削

钛合金应用范围广,属难加工材料,一般常需磨削加工。作者应用超声振动切削系统,采用镶硬质合金刀具,对振动切削与普通切削钛合金时的切屑形态、切屑变形与加工表面粗糙度等方面进行了对比试验。试验结果表明,在一定的切削条件下,超声振动切削钛合金时,可避免普通切削时产生的表面缺陷,达到磨削加工的效果。     

铝合金高速铣削试验研究

为了研究高速切削特征参数变化规律,通过5A02铝合金高速铣削试验,得到切削用量和加工特征参数的关系,以及硬度较大材料高速切削时刀具使用寿命。试验表明5A02铝合金高速切削条件下切削力、切削温度和刀具振动幅度下降,工件表面质量提高,高硬度材料高速加工合理选择刀具材料很关键。     

绿色切削SiCp／Al复合材料的刀具温度研究

采用嵌埋人工热电偶的方法,通过正交试验研究了干切削SiCp／Al复合材料时切削参数对刀具前、后刀面切削温度的影响。选定切削参数,实验研究了干式切削、压缩空气风冷、油液浇注和MQL等冷却方式对前、后刀面切削温度的影响。试验结果表明,对于车削SiCp／Al复合材料,后刀面温度高于前刀面温度,进给量对刀具温度影响最显著,MQL切削条件下刀具温度最低。     

直角自由刨削铝合金、低碳钢材料的切屑变形试验研究

在金属切削过程中,切屑的变形是研究切削过程的重要现象之一,其对于切削过程中的力、热、切屑的卷断、刀具磨损及加工表面质量等都有重要影响。采用直角自由刨削的方式,针对某型铝合金和低碳钢两种不同金属材料,采用正交切削试验,通过测量切屑的几何尺寸,计算切屑变形系数,分析切削速度、切削厚度及刀具前角等切削条件参数对切屑变形的影响,确定较优化的试验条件参数。     

基于复合喷雾冷却的TC4钛合金切削温度的研究

钛合金是一种典型的难加工材料,其热传导率低,切削过程温升大而易加剧刀具磨损。本文通过对TC4钛合金的车削试验,研究了在干切削和复合喷雾冷却条件下切削温度随切削速度、切削深度和进给量的变化情况。结果表明:切削温度随着切削速度、切削深度和进给量的增大而增大;采用复合喷雾冷却技术可在TC4钛合金车削过程中取得较好的冷却效果,切削温度明显低于干切削条件下的切削温度。     

石墨烯纳米流体微量润滑车削GH4169镍基高温合金时刀具的磨损规律

纳米流体微量润滑是一种新型的微量润滑增效技术,为探究其应用于难加工材料GH4169镍基高温合金时刀具磨损的变化规律,分别在干切削、微量润滑和纳米流体微量润滑三种条件下进行GH4169镍基高温合金车削加工试验,比较其切削力、切削温度以及刀具磨损的差异。通过切削试验发现,纳米流体微量润滑技术能够有效降低切削加工过程中的切削力、切削温度以及刀具的磨损程度,相比于干切削加工,纳米流体微量润滑条件下的切削力、切削温度和刀具的磨损程度分别降低21.9%,24.7%,15.9%。