涂层刀具高速铣削高硬度淬硬钢切削力研究

采用四种不同涂层硬质合金铣刀高速铣削四种不同硬度的淬硬钢材料,研究了刀具涂层成分、工件材料硬度以及切削工艺参数(切削速度、每齿进给量、轴向铣削深度和径向铣削深度)对切削力的影响。研究表明：随着切削速度的增大,淬硬钢P20和S136的切削合力影响较小,而对于淬硬钢SKD11和PM60,改变切削速度对切削合力影响显著。随着切削速度的增大,四种不同涂层刀具切削淬硬钢S136产生的切削合力先快速增大后缓慢减小,刀具切削力大小顺序一直保持为TiSiN>CrSiN>AlCrN>TiAlN,其中TiAlN涂层相对于其余三种刀具涂层在降低切削力、减少工件与刀具之间的相互摩擦具有优势。切削参数的变化对切削力的影响与淬硬钢工件硬度的变化存在相互影响,淬硬钢硬度低于HRC55时,切削工艺参数的变化对于切削力的变化影响不明显;而当淬硬钢硬度高于HRC60时,随着切削工艺参数的增大,切削力发生显著变化。     

高速铣削淬硬钢表面粗糙度的试验研究

通过切削试验研究了高速铣削淬硬钢时刀具变量中的几何参数(铣刀的前角、后角、螺旋角)、工件变量(工件硬度)和切削参数变量(铣削速度、每齿进给量)对加工表面粗糙度的影响。根据对试验结果的分析得出高速铣削淬硬钢工件表面粗糙度的变化规律。     

小直径铣刀铣削淬硬钢深窄型腔的实验研究

采用Φ2 mm TiAlN涂层硬质合金铣刀对S136淬硬模具钢的深窄型腔进行中高速干式切削实验,研究走刀方式、螺旋下刀半径、螺旋角、切削深度、切削速度、进给速度等因素对切削力和振动的影响规律,为优化小直径铣刀铣削高硬材料模具深窄型腔的工艺参数提供依据.     

微铣刀几何参数对脆性微细等静压石墨件高速精密铣削的影响研究

等静压各向同性石墨是目前太阳能光伏业、模具制造业和国防科技应用的重要基础材料,提升脆性微细等静压石墨零件的高速精密加工技术是关键。通过高速铣削试验研究刀具几何参数(包括前角、后角和螺旋角)对切削力、刀具磨损和切削振动的影响规律。结果表明,合理选择微铣刀的几何参数可有效降低切削力、后刀面磨损量和振动加速度,为微细石墨零件高速精密制造用涂层硬质合金微铣刀的几何参数优化提供了理论依据。     

航空钛合金铣削过程有限元数值模拟

基于材料损伤理论确定了切屑分离准则,建立了钛合金TC4构件铣削过程的有限元模型,利用商业有限元软件(ABAQUS),在给定切削参数条件下,采用不同几何参数(前角、后角、螺旋角)的刀具对钛合金TC4的铣削过程进行了有限元模拟,研究了切削力和切削温度随刀具角度变化的规律,结果表明:铣刀的前角在10°~20°,后角为12°~20°,螺旋角为30°~45°时比较适合钛合金TC4的铣削。     

四刃平头铣刀铣削Ti-6Al-4V钛合金参数优化设计及实验研究

为解决四刃平头铣刀铣削钛合金材料时切削力大、切削温度高等问题,利用AdvantEdge FEM仿真软件对四刃平头铣刀进行铣削仿真分析,从刀具应力分布、切屑形貌的方向优化刀具参数,将最佳刀具参数应用于切削参数仿真中,获得铣削Ti-6Al-4V材料的最佳切削参数,并利用试验进行验证。研究表明：基于刀具应力分布以及切屑卷曲状态获得了最优刀具参数;通过不同切削参数的铣削仿真试验获得了最小切削力参数以及最低切削温度参数,并通过试验验证了仿真有效性,为高效铣削Ti-6Al-4V材料提供有价值的理论参考。     

高硬度淬硬钢高速铣削过程的切削温度研究

通过设计在不同加工工艺参数条件下高速铣削高硬度(48HRC～68HRC)淬硬钢试验,研究了切削温度信号的特征,分析了切削温度与淬硬钢材料硬度、切削工艺参数的关系。结果表明:随着淬硬钢材料硬度的增大,切削温度呈现递增趋势,4种淬硬钢的切削温度随材料硬度变化顺序为:PM60SKD11S136P20,其中,PM60材料的切削温度远高于其余3种淬硬钢材料;随着切削工艺参数(切削速度、每齿进给量、轴向铣削深度和径向铣削深度)的增大,4种涂层铣刀的切削温度基本呈现出逐渐增高的趋势,其中TiSiN和TiAlN涂层铣刀的切削温度增高幅度大于AlCrN和CrSiN涂层铣刀。建立了4种涂层铣刀高速铣削淬硬钢S136的切削温度多元回归预测模型,可应用于淬硬钢S136的切削温度预测。     

高速铣削加工6061铝合金刀具螺旋角对铣刀切削性能的影响

高速铣削过程中,铣刀螺旋角的选择对切削性能具有决定性的影响。本文采用Third Wave Advant Edge软件,在硬质合金及高速钢铣刀高速铣削6061铝合金过程中其螺旋角对切削性能的影响进行了三维仿真研究,分析了螺旋角对硬质合金铣刀和高速钢铣刀在切削中的温度、应变、切削力和功率等的影响。结果显示,随着刀具螺旋角从20°增加到40°,硬质合金刀具和工件的最高温度、力矩以及功率都有所下降,其中,切削力虽然整体呈下降趋势,但是Z向的切削力有所上升;而高速钢刀具和工件的最高温度有所下降,而力矩以及功率都是先增加再下降,其中X与Z向切削力增加,Y向切削力减小。     

加工Ti-6Al-4V硬质合金立铣刀的几何参数优化仿真研究

Ti-6Al-4V属于难加工材料,具有热导率低、加工硬化现象严重和弹性模量低等特点,而硬质合金刀具对该材料具有较好的加工性能。刀具的几何参数对刀具上的应力、切削力、切削温度和加工表面质量有重要影响,故可以通过优化刀具几何参数来获得刀具的最优切削性能。建立三维铣削有限元模型,经过切削仿真试验分析硬质合金平头立铣刀的螺旋角、径向前角及径向后角对切削过程中的最大正应力、切削力及切削温度的影响,实现刀具几何参数的优化设计。     

高速面铣加工的动态铣削力和刀具振动研究

基于力学式切削力预测方法建立了面铣刀动态铣削模型,该模型充分考虑切削厚度、刀具前角和刀具后刀面磨损对铣削力的影响.在Matlab/Simulink环境下,进行了动态铣削力和刀具振动仿真及其频谱分析,并根据仿真结果对转速、齿数、刀具磨损量等影响因素进行了分析验证,该模型有利于揭示各切削参数对动态铣削力和刀具振动的影响规律,从而为实现切削加工参数优化提供理论支持.     

铣削条件对高速铣削淬硬钢TiAlN涂层刀具磨损的影响

针对硬度分别为50 HRC和60 HRC的Cr12MoV淬硬钢材料,采用TiAlN涂层刀具进行了高速铣削试验,重点研究了铣削方式、刀具螺旋角以及润滑方式等铣削条件对刀具磨损的影响.结果表明:高速铣削淬硬钢时,导致刀具失效的典型形式是后刀面磨损;铣削方式、刀具螺旋角以及润滑方式对刀具磨损的影响是不同的;材料硬度50 HRC时,刀具螺旋角是刀具磨损的主要影响因素;材料硬度60 HRC时,润滑方式是刀具磨损的主要影响因素.     

刀具几何参数对CFRP材料铣削力的影响

为了提高CFRP材料铣削加工时的刀具寿命,优化此类零件加工时的刀具结构,设计了刀具几何参数(前角、后角、螺旋角)与CFRP材料铣削力之间的正交试验,得到了刀具几何参数对CFRP材料铣削力的影响规律。结果表明:刀具几何参数对X向切削力的影响程度由大到小依次为:前角、螺旋角、后角;对Y向切削力的影响程度由大到小依次为:前角、后角、螺旋角;对Z向切削力的影响程度由大到小依次为:螺旋角、后角、前角。当刀具前角增大时,三向切削力F_x、F_y、F_z整体呈减小趋势,而且减小的幅度相差不大;当刀具后角增大时,F_x和F_z先减小后增大,F_y一直减小;当刀具螺旋角增大时,F_z迅速升高,但F_x和F_y缓慢减小。     

小直径铣刀高速铣削淬硬模具钢不同走刀方式下切削力和加工效率的研究

高速加工是制造技术的一次革命性变革,是当今机械加工技术不可抗拒的发展潮流.小直径铣刀高速加工硬质模具钢时不同的切削条件及切削方式又是影响切削力的重要因素之一.本文主要研究刀具以不同走刀方式,在圆弧拐角处改变不同的进给速度铣削淬硬钢带岛屿的型腔时对切削力、及加工时间的影响情况,从而得出在同样的切削条件下摆线式走刀时刀具所受到的切削力较小,但是其加工效率也较低,相比之下圆弧走刀时刀具所受到的切削力较大而切削效率却较高的结论.故在高速加工时从保护刀具的角度出发易选用摆线走刀方式.     

多硬度淬硬钢铣削加工的三维数值模拟

应用斜角铣削过程中的三维热-力耦合模型,对多硬度拼接淬硬钢铣削加工过程进行数值模拟,得到了铣削过程中的切削力、切削温度,在此基础上分析了切削过程中切削速度、切削深度、刃倾角对切削力变化的影响。切削过程的三维数值模拟为多硬度淬硬钢铣削加工过程的工艺参数选择及刀具几何参数的合理确定提供了参考。     

小直径球头铣刀铣削淬硬钢的试验研究

通过采用直径为 1 5mm的TiAlCN涂层硬质合金球头铣刀对S136淬硬模具钢进行中高速干式切削实验 ,分析了淬硬钢铣削时切削速度、进给速度和切削深度对切削力的影响规律 ,分析了不同切削用量对铣削过程的振动和噪声的影响 ,提出了合理选择切削参数的原则和改善加工过程稳定性的途径     

淬硬钢的铣削加工

介绍适合于淬硬钢铣削加工的刀具材料与刀具涂层技术。针对淬硬钢的铣削加工,通过切削实验,比较硬质合金铣刀不同涂层材料的切削性能,探索适合高度金属材料的高速加工方法。     

RCF65型铣刀几何参数对铣削加工铝合金的影响

使用有限元软件Advant Edge建立有限元模型,结合文献验证所建有限元模型的准确性后,采用正交实验法分析了左、右螺旋角、前角及后角对硬质合金RCF65型铣刀加工6061-T6铝合金时的温度、功率和切削力的影响。结果表明,在给定的参数变化范围内,对切削力和功率的影响左、右螺旋角后角前角;对温度的影响前角后角左、右螺旋角。综合考虑温度、功率和切削力,RCF65型铣刀右螺旋角选25°、左螺旋角选30°、前角选12°、后角选14°时,刀具的铣削性能最佳。     

小直径铣刀高速铣削淬硬钢薄壁件的切削参数优化

以正交试验为基础,采用小直径铣刀高速铣削淬硬钢薄壁件,研究不同的切削参数对淬硬钢薄壁件高速铣削时的径向切削力、振动以及工件表面粗糙度的影响并对切削参数进行优化.首先将研究目标化为衡量产品质量稳定性的SN比;然后采用主成分分析法将多目标质量特征转化为单目标质量特征并结合方差分析对切削参数进行优化,不仅分析了切削参数对综合质量目标影响的显著性,而且得出了较为合理的切削参数,对淬硬钢薄壁件的高速铣削具有一定的指导意义.     

涂层刀具切削淬硬H13模具钢的切削性能研究

基于有限元方法选取4种不同涂层材质的刀具进行切削淬硬H13模具钢仿真加工,研究涂层材质和切削速度对刀具切削性能的影响。从切削力和切削温度两个方面考虑,在相同切削条件下,Ti Al N涂层刀具的切削性能最优,Al_2O_3涂层刀具引起的已加工表面塑性变形最小;随着切削速度的提高,切削力和切削温度不断增加,工件材料已加工表面的塑性变形也逐渐增大。     

GH4169镍基高温合金铣削过程数值模拟

针对GH4169镍基高温合金难加工、效率低以及切削过程中难以直接获得观测数据的问题,基于ABAQUS仿真平台建立了三维铣削数值模拟模型,在此基础上设计了切削参数正交试验以及基于刀具螺旋角和径向前角的单因素试验,分析了不同切削参数对切削力和切削温度变化规律的影响。结果表明:采用大的切削速度和轴向切深以及小的进给量可以获得更小的切削力和更低的切削温度,提高铣削效率;优化结构后的刀具在相同的切削参数下可以获得更小的切削力和更低的切削温度。