高速侧铣参数对7050-T7451铝合金表面粗糙度的影响

为提高航空结构件加工效率和表面质量,通过单一铣削参数实验,研究采用两种硬质合金刀具在高速铣削7050-T7451铝合金时,主轴转速、径向铣削深度、铣削进给速度等切削参数以及加工方式(顺铣、逆铣)对表面粗糙度的影响.分析表明:表面粗糙度随刀具尺寸和径向切深增大而增加,在铣削进给速度增加趋势下仅有较小波动,不受主轴转速直接...     

清洁切削高温合金涂层刀具切削性能及加工表面完整性

针对高温合金高速干切削刀具磨损严重、加工表面质量差等突出问题,基于清洁切削技术,采用硬质合金涂层刀具进行高速铣削高温合金GH2132试验,研究干式切削、液氮不同喷射温度对涂层刀具切削性能以及加工表面完整性的影响规律,探究运用清洁切削高温合金来延长涂层刀具寿命和提高加工表面质量的可行性。研究表明：液氮低温切削GH2132时的切削合力随喷射温度的降低而增大,切削区温度在-150～-190℃喷射时已完全处于低温状态;随着液氮喷射温度的降低,刀具涂层剥落面积明显减小,且降低了黏结磨损和氧化磨损,在-150℃喷射条件下可获得较长的刀具寿命;加工表面粗糙度S_a在-30～-150℃喷射条件下获得较小值,随喷射温度的降低,加工硬化和残余拉应力分别增大和减小;与干式切削相比,液氮切削喷射温度在-150～-190℃下可显著延长涂层刀具寿命并提高加工表面质量。     

微量润滑技术切削7075铝合金试验研究

采用传统切削液冷却方式加工7075铝合金时,工件表面粗糙度较高,表面质量差,资源消耗大。针对上述问题,通过对采用微量润滑切削加工7075铝合金的研究,设计了微量润滑冷却与切削液冷却的对比试验。试验结果表明,增加微量润滑喷雾油量可以在一定程度上降低工件表面粗糙度,随着喷雾油量的增加,其对工件表面粗糙度的影响减小,最终趋向平稳状态。当切削速度为200～400 m/min时,使用2种润滑方式得到的工件表面粗糙度随着速度的增加而变小;当切削速度从200～400 m/min继续增大时,采用微量润滑冷却方式得到的工件表面粗糙度随着切削速度的增加而增大,在600 m/min的切削速度时最为明显。微量润滑相比于传统切削液冷却具有更好的润滑性能,可以减少因为切削过程中润滑不良而产生的表面不良缺陷。     

低温微量润滑温度对表面粗糙度的影响实验

为了解低温微量润滑(CMQL)温度对工件表面粗糙度的影响,设计45钢的车削试验,在三组不同切削参数下进行干切削、浇注冷却、微量润滑(MQL)和不同温度的CMQL车削,然后测量试样表面粗糙度和用扫描电镜(SEM)观察表面形貌,探明不同润滑条件的粗糙度差异。实验结果表明,同样切削参数下,CMQL的粗糙度小于MQL;当温度低于某个值,CMQL的粗糙度小于传统浇注冷却; CMQL温度越低,获得粗糙度越小,但当低于某个温度,CMQL温度对粗糙度影响可以忽略不计;切削越剧烈,CMQL温度对粗糙度的影响越明显; CMQL对表面粗糙度的影响机理是强渗透性和强冷却能力。     

贮箱壁板材料高速铣削加工表面质量试验分析

对火箭箭体壁板材料在高速铣削条件下的加工表面质量进行试验分析,测量了不同转速下刀具最大径向位移跳动量,分析对比了干式切削和微量润滑切削条件下的加工表面粗糙度变化规律。结果显示,主轴转速16000r/min,每齿进给量0.20mm/z,轴向切深4mm时能够获得综合性能较好的加工表面质量和加工效率;在供液距离为50mm时,选用微量润滑高速铣削能够获得更加良好的加工表面粗糙度。     

蠕墨铸铁绿色车削性能研究

通过在干切削、MQL、微量油膜附水滴三种绿色切削方式下进行蠕墨铸铁切削加工的对比试验,研究了不同涂层刀具下的切削力、切削温度、表面粗糙度、刀具磨损以及不同类型的润滑油对车削蠕墨铸铁的影响。研究结果表明:在切削速度小于80m/min时,干切削、MQL、微量油膜附水滴三种冷却方式下的切削力相差不大;在切削速度大于80m/min时,微量油膜附水滴冷却润滑技术对切削力的影响显著;不同冷却方式下,需要配合使用合适的涂层刀具才能获得最小的切削力、最低的切削温度、最小的表面粗糙度以及最低的刀具磨损率;不同类型的切削油对切削温度、表面粗糙度、后刀面磨损产生不同影响,其中,2000-10润滑油可以获得高的表面质量,2000-25润滑油可以获得低切削温度以及较低的刀具磨损率。     

低温微量润滑切削304不锈钢的实验研究

低温MQL切削是低温冷风与微量润滑（MQL）相结合的一种绿色环保加工技术。采用改造的YT15刀具对304不锈钢进行低温MQL切削实验,并比较干切削、湿切削、低温MQL切削三种方式对工件的表面粗糙度以及切屑形态的影响。结果表明,低温MQL采用高压低温冷风冷却润滑,高压冷风可直接将润滑油带入刀-屑和刀-工件接触区域,起到更好的润滑作用,有效降低切削区的温度;相对干切削和湿切削,低温MQL切削能明显降低表面粗糙度,改善其断屑性能,获得较好的切屑形态。     

航天铝合金框环微量润滑车削试验研究

通过设计微量润滑内冷接搭器及刀柄,搭建微量润滑系统,针对铝合金材料开展微量润滑切削试验,分别从表面粗糙度、刀具磨损及加工过程机床负载等角度探讨了微量润滑效果。试验表明：微量润滑能够有效降低刀具表面积屑瘤的产生,延缓刀具磨损,提高产品表面质量,采用DLC涂层刀具时效果更明显。研究结果为微量润滑在铝合金车削加工的应用提供了理论支撑。     

MQL高速车削7075铝合金的试验研究

7075铝合金表面大多采用MQL切削加工方式。为寻求与7075铝合金相匹配的MQL用可降解植物油,结合实际情况系统地开展了蓖麻油和玉米油高速车削7075铝合金的试验研究。测试蓖麻油和玉米油对7075铝合金的浸润,得到平衡时间和润湿角。对此进行单因素切削试验设计,比较分析了蓖麻油和玉米油微量润滑条件下的切削力、切削温度和表面粗糙度。结果表明,采用蓖麻油的加工效果优于玉米油。     

切削介质对微细铣刀磨损影响的试验研究

在微细铣削加工中,尚缺乏切削介质对刀具磨损影响的研究.在干切削、浇灌切削液、微量切削液和低温冷风介质下,对6061铝合金进行了微细铣削试验,研究了刀具的磨损形式和机理、不同切削介质对刀具磨损、切削力和表面粗糙度Ra的影响规律.同时,确定出能减小刀具磨损和切削力,提高加工质量的最佳切削介质.结果表明:四种切削介质下刀具磨损的形式不完全相同,粘结磨损与磨粒磨损是造成刀具磨损的主要机理;切削力和表面粗糙度Ra的变化趋势可以辅助判断刀具磨损情况;相比于其它切削介质,微量切削液介质下刀具磨损小,切削力低,工件表面质量好,是微细铣削6061铝合金的最佳切削介质.为深入研究微细铣削刀具磨损和实际加工中选择切削介质有一定的参考价值.     

切削介质对微细铣刀磨损影响的试验研究

在微细铣削加工中,尚缺乏切削介质对刀具磨损影响的研究.在干切削、浇灌切削液、微量切削液和低温冷风介质下,对6061铝合金进行了微细铣削试验,研究了刀具的磨损形式和机理、不同切削介质对刀具磨损、切削力和表面粗糙度Ra的影响规律.同时,确定出能减小刀具磨损和切削力,提高加工质量的最佳切削介质.结果表明:四种切削介质下刀具磨损的形式不完全相同,粘结磨损与磨粒磨损是造成刀具磨损的主要机理;切削力和表面粗糙度Ra的变化趋势可以辅助判断刀具磨损情况;相比于其它切削介质,微量切削液介质下刀具磨损小,切削力低,工件表面质量好,是微细铣削6061铝合金的最佳切削介质.为深入研究微细铣削刀具磨损和实际加工中选择切削介质有一定的参考价值.     

铝合金高速切削表面粗糙度的实验研究

使用硬质合金刀具对LY12高强度铝合金进行了高速精密切削试验。研究了切削条件、切削用量对加工表面粗糙度的影响。高速切削试验表明:提高切削速度与减小进给量有利于改善铝合金工件的加工表面质量;当切削速度超过某一范围后,随着切削速度的进一步提高,加工表面粗糙度的降低并不明显。     

微量润滑在GH4169高温合金车削加工中的应用

为提高GH4169高温合金的可加工性,引入了微量润滑（MQL）技术开展该材料的车削加工试验。以表面粗糙度和切削温度为性能指标,分析干切削和MQL切削条件下工艺参数对已加工表面粗糙度和切削温度的影响规律。结果表明：工件表面粗糙度值均随转速的增加而降低,随进给量的增加而增大,随背吃刀量的增加而增大;切削温度则随工件转速、进给量、背吃刀量的增加而上升;相比于干切削加工,MQL切削加工能够获得粗糙度值更小的工件表面,且切削温度更低。该研究方法对于提升GH4169高温合金产品质量和实现绿色切削具有积极的作用。     

基于干切削与MQL的稀土镁合金铣削性能对比研究

本文在干切削与微量润滑(MQL)条件下对GW63K稀土镁合金开展铣削试验，分析不同铣削参数与冷却条件对GW63K镁合金铣削力和铣削温度的影响规律，并对已加工表面的形貌与表面质量进行研究。结果表明：在两种冷却条件下，增大切削速度和每齿进给量都会导致GW63K镁合金的铣削合力增加，且每齿进给量的影响更为显著；在MQL条件下，镁合金铣削合力较干切削有所上升；稀土镁合金的铣削温度亦随切削速度与每齿进给量的增大而上升；在干切削条件下，稀土镁合金的铣削温度较高。此外，每齿进给量对GW63K镁合金的已加工表面质量影响显著，而MQL有助于降低已加工表面粗糙度，提高表面质量。综上所述，采用MQL冷却方式，同时选取较低的每齿进给量与较高的切削速度，有助于提高GW63K镁合金的铣削性能。     

基于液氮低温冷却的钛合金铣削技术研究

针对钛合金难加工特性导致的切削力大、切削温度高和刀具寿命低等问题,通过研制与数控加工机床集成应用的液氮冷却施加装置,进行液氮低温冷却条件下钛合金铣削试验研究,测试干切削、切削液浇注、微量润滑和液氮冷却方式下铣削钛合金的切削力、表面粗糙度进行对比分析,并且进行了不同加工刀轨条件下冷却方式对刀具失效形式影响的试验研究,研究结果表明:在切削速度120 m/min的情况下,液氮低温冷却方式有利于减小切削力和表面粗糙度,而且能够有效抑制刀具崩刃的产生,比切削液浇注的方式能更有效地提高刀具寿命。     

车铣复合加工不锈钢细长轴的试验研究

对不锈钢细长轴进行车铣复合切削加工试验,重点研究了工件转速、铣刀转速、切削厚度等因素对工件加工表面粗糙度的影响,并对试验参数进行了优化。在优化的切削参数下,以尺寸精度为评价指标,对长径比较大的不锈钢细长轴进行正向、反向车铣加工试验研究。结果表明,反向车铣切削加工细长轴,能够获得较好的表面质量和较高的加工精度;在较优的工艺条件下,可获得表面粗糙度值为Ra0.458μm,尺寸精度优于0.015 mm的Φ9mm×300mm的不锈钢细长杆。     

低温冷风射流技术在滚齿加工中应用的试验研究

针对滚齿加工中大量使用油剂冷却液带来严重环境污染这一问题,以数控滚齿机为平台,对低温冷风射流这一绿色切削技术进行了试验研究。通过低温冷风射流和常规油剂冷却对45钢的加工对比试验,探讨了低温冷风射流对刀具磨损和工件齿面粗糙度的影响机理;并运用正交试验法安排试验,通过极差和方差分析,分别寻找出了最佳的低温冷风切削参数及各因素对齿面粗糙度影响的显著度。试验结果显示,相对于常规油冷切削,低温冷风射流技术具有明显的优势,能有效地降低切削区温度,减少刀具磨损和降低齿面粗糙度值;正交试验获得的最佳的冷风切削参数为:冷风温度-35℃,进给量0.3mm/r,有微量润滑。     

车削奥氏体不锈钢时冷却参数对刀具振动和表面粗糙度的影响

针对最小量润滑(MQL)技术在加工难切削材料时冷却能力不足的问题,分析了最小量冷却润滑(MQCL)条件下冷却参数对刀具振动和表面粗糙度的影响规律。设计了以田口法为基础的正交试验方案,并基于MQCL条件进行了相关切削试验。采用方差分析法、主效应图法、响应面法等方法并结合切削理论,分析了冷风温度、油液流量、风速、喷射面类型等冷却参数对刀具振动和表面粗糙度的影响机制,建立了与冷却参数关联的加工刀具振动和表面粗糙度预测模型,同时采用改进的遗传算法对支持向量回归预测模型进行同步优化,得到冷却参数的最优值。试验结果表明,温度对刀具振动的影响最大且随着温度升高刀具振动呈现出增大的趋势;风速对表面粗糙度的影响最大,当风速小于10 m/s时,随着风速增大表面粗糙度增大,当风速大于10 m/s时,随着风速增大表面粗糙度减小。当喷射面为刀具副后刀面时,刀具振动和表面粗糙度均最小。冷却参数优化结果表明,当冷风温度为-2.36 ℃、风速为7.31 m/s、油液流量为300 mL/h、喷射面为副后刀面时,工件表面质量最好,其表面粗糙度Ra为0.6588 μm。验证实验表明,表面粗糙度和振动均方根的预测误差分别为4.4%和5.9%。     

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。     

不同冷却润滑条件下TB6钛合金高速切削表面完整性研究

通过TB6钛合金高速铣削试验,测量观察加工表面粗糙度、表面三维形貌和表层微观组织等表面完整性特征,利用极差法分析切削参数对表面粗糙度影响的显著性,探讨冷却润滑条件对加工表面形貌和表面变质层的影响。研究表明:工艺参数对表面粗糙度影响程度依次为径向切深、切削速度、进给量和轴向切深;相比低温冷风加,微油雾润滑加工时钛合金表面粗糙度低,且表面无明显晶粒变形,表明加工表面塑性变形是影响粗糙度的主要因素。