基于刀具切削参数的NC编程技术研究

基于CATIA软件平台,根据刀具厂家提供的最佳切削参数,利用Access建立刀具切削参数库,并导入包含刀具切削信息的CATIA刀具库中,从而实现刀具切削信息在CATIA加工模块中的自动输入,解决了数控编程中人为输入刀具切削参数的问题,为数控编程刀具切削参数的合理选择提供了一定的参考。     

清洁高速硬切削模具钢的仿真与试验研究

高速切削H13淬硬模具钢时刀具寿命短、刀具磨损严重等问题突出。基于清洁切削技术,采用硬质合金涂层刀具进行高速硬切削H13钢的仿真试验,研究干式、清洁切削介质(冷风、低温氮气和液氮)对涂层刀具硬切削性能的影响,探究运用清洁切削技术提升涂层刀具寿命的可行性。研究表明：与干式切削相比,清洁切削介质可以有效地控制切削区域温度,减少刀具磨损,延长刀具寿命;液氮切削时切削合力减少9.8%,切削区域温度下降12.4%,刀具寿命提高55.6%,可获得最好的刀具切削性能。研究可为H13钢的清洁高速硬切削加工提供参考。     

高速切削刀具磨损寿命的研究

分析了高速切削时刀具的磨损形态 ,综述了各种高速切削刀具材料 (包括陶瓷刀具、立方氮化硼刀具、金刚石刀具、金属陶瓷刀具和涂层刀具 )高速切削时的磨损机理 ,讨论了高速切削铸铁、淬硬钢和镍基合金时刀具的磨损寿命。     

超声波振动金刚石刀具对脆性材料临界切削深度的影响

通过脆性材料沟槽切削试验,研究了超声波直线振动金刚石刀具和超声波椭圆振动金刚石刀具对脆性材料临界切削深度的影响,与没加超声波振动的金刚石刀具相比,超声波振动金刚石刀具能增大对脆性材料塑性切削的临界切削深度。提出了超声波振动金刚石刀具切削脆性材料临界切削深度计算公式,分析了导致超声波振动金刚石刀具增大脆性材料塑性切削的临界切削深度的原因。     

运用刀具在线监控技术优化汽轮机轮槽刀具寿命

通过刀具在线监控技术监控分析汽轮机轮槽铣刀在切削加工镍基高温合金中的状态,研究刀具在切削加工中的磨损规律,得出优化刀具寿命的可行性方法,以提高刀具的切削寿命。试验结果表明,通过调整刀具的切削参数可提高刀具的切削寿命。     

刀具在高速切削时的磨损机理研究

分析了高速切削时刀具的磨损形态,综述了典型高速切削刀具材料在高速切削时的磨损机理,讨论了高速切削铸铁时,陶瓷刀具、金属陶瓷刀具的磨损寿命.     

超声振动切削SiCp/Al复合材料的刀具磨损试验

分别采用超声切削和普通切削两种方式对SiCP/Al复合材料进行了车削试验,研究了切削参数对硬质合金YG6刀具磨损的影响规律,并在同等条件下与聚晶金刚石(PCD)刀具进行了对比。发现超声切削的刀具磨损量要小于普通切削的刀具磨损量;超声切削时PCD刀具的磨损量约为YG6刀具磨损量的1/10,这点和普通切削十分相似。     

表面微织构刀具切削加工技术

刀面微织构改变了刀具与切屑之间的摩擦状态,表面微织构刀具在切削中能够降低刀具磨损、提高刀具寿命和切削性能,研究表面微织构刀具的切削加工技术具有重要意义。通过对表面微织构刀具切削加工技术进行综述,介绍了表面微织构刀具制备方法以及表面微织构刀具在切削加工过程中的切削力、切削温度、刀具磨损、工件加工表面粗糙度的影响规律,梳理了表面微织构在不同刀具上的应用,对表面微织构刀具切削加工技术的未来发展趋势进行了展望。     

铍青铜微细切削性能研究

通过对比聚晶金刚石(PCD)、硬质合金、立方氮化硼(CBN)刀具在微细切削铍青铜时的切削性能,研究了不同刀具微细切削铍青铜时的表面粗糙度以及表面纹理,分析了不同刀具微细切削铍青铜时的刀具磨损状况,主要包括前刀面、切削刃以及后刀面。研究表明,PCD刀具在进行微细切削时表现出优良且稳定的切削性能,不仅表面粗糙度R_a值低、切削力小,而且刀具磨损量最小;硬质合金刀具在本次试验中切削性能仅次于PCD刀具,考虑到刀具成本,硬质合金刀具具有极高的性价比;CBN刀具则由于容易产生大型的积屑瘤从而导致切削过程极不稳定,表面粗糙和切削力过大,而被证明不适合用于铍青铜材料的微细切削过程。同时对PCD刀具微细切削铍青铜的切削参数进行了优化。     

浅谈切削铝活塞刀具材料的选择

刀具切削性能的好坏取决于构成切削部分的材料、几何参数、结构设计与选择。实践证明,切削刀具的材料优劣会对刀具的寿命、切削加工效率以及加工表面质量造成直接影响,由此可见,合理选择切削刀具材料是十分必要的。本文从切削铝活塞刀具的性能分析入手,浅谈切削铝活塞刀具材料的选择,供同行共同探讨。     

高体积分数SiCp脚复合材料高速铣削力影响因素研究

通过PCD刀具高速铣削高体积分数SiCp／A1复合材料试验,研究了铣削速度、进给量、铣削深度和铣削宽度对三向铣削分力的影响,并进行了SiCp／A1复合材料基体材料的铣削力对比。研究结果表明,进给量和铣削深度对三向铣削分力的影响较大,而铣削速度和铣削宽度对三向铣削分力的影响较小,并且SiC颗粒增加了材料的强度,使三向铣削分力数值增大。在只考虑控制铣削力大小的情况下应选取适中的铣削参数,如铣削速度、较大的铣削宽度和较小的进给量及铣削深度。     

淬硬碳素工具钢高速铣削力试验研究

对淬硬碳素工具钢T10进行了高速铣削试验,研究了铣削速度、铣削深度、铣削宽度、进给速度对铣削力的影响。结果表明：铣削力随着铣削速度的增加先增大后减小;铣削力随着铣削深度的增大而增大,且变化明显;铣削力分别随着进给速度和铣削宽度的增大而增大,但变化不明显。     

淬硬钢Cr12高速铣削力实验研究

对淬硬钢Cr12进行了高速铣削实验研究,研究了铣削速度、背吃刀量、进给速度对铣削力的影响。研究表明:铣削力随着铣削速度的增加而减小,当铣削速度增加到一定的值后其下降趋势变得平缓;铣削力随背吃刀量的增大而增大,且变化显著;铣削力随进给速度的增加而增加,但增加不大。     

微细立铣削的切削力试验研究

基于直槽的微细立铣削试验,分析了微细铣削力的基本特征,研究了铣削参数对静态和动态铣削力的影响规律。结果表明:与常规尺度立铣削不同,微细立铣削的动态铣削力均大于静态铣削力;直槽微铣削时,进给方向上的静态铣削力和动态铣削力均大于槽宽方向;三个铣削参数对铣削力有着不同的影响规律。     

基于UG的立铣刀铣削力的有限元分析

为提高加工精度,对立铣刀的应力场进行了有限元分析。通过铣削力试验,对不同切削参数下立铣刀的铣削力进行动态采集,利用UG中的建模模块进行立铣刀实体建模,根据切削力实验结果给出了边界条件,在立铣刀有限元模型上进行加载,利用UG有限元分析模块,获得了立铣刀切削过程中切入、切出的瞬时应力场云图,显示了切削中铣刀片应力场的变化规律。     

薄壁件不一致刀齿铣削时铣削力系数构造与预测

针对薄壁件铣削过程中刀齿半径不一致现象引起的铣削力系数计算失真问题,提出构造刀齿半径不一致时的实际铣削力系数,并采用核偏最小二乘法对不同铣削用量时的实际铣削力系数进行预测。针对两齿螺旋铣刀铣削过程推导理论铣削力系数,根据刀齿半径不一致铣削过程引入名义铣削力,推导刀齿半径误差,构造实际铣削力系数;基于核分析方法突出的非线性分析及预测能力,提出采用核偏最小二乘法在高维空间建立实际铣削力系数关于铣削用量及其组合量的预测模型,分析该方法中核主元个数、高斯核函数核参数对预测模型精度的影响并确定其取值范围。最后分析考虑刀齿半径误差与不考虑时的铣削力系数,并比较核偏最小二乘预测方法与偏最小二乘预测方法,结果表明所提铣削力系数构造过程及预测方法具有较高的计算精度和预测能力。     

凸曲面拼接模具球头铣刀的瞬时铣削力预测

在曲面模具拼接区域球头铣刀铣削过程中，刀具载荷变化大，瞬态铣削力有突变现象，影响模具拼接区域的加工精度和表面质量。为了预测拼接区域球头铣刀的瞬态铣削力，首先,建立考虑冲击振动的球头铣刀三维次摆线轨迹方程，得到瞬时未变形切屑厚度模型；然后,基于铣削微元的思想，建立凸曲面双硬度拼接模具球头铣刀的瞬态铣削力模型，该模型能够综合考虑拼接区冲击振动、硬度变化、刀具工件切触角度变化对瞬态铣削力的影响；最后,进行凸曲面拼接区域球头铣刀铣削加工实验。实验结果表明，预报的瞬态铣削力和实验测量结果在幅值上和变化趋势上具有一致性，在平稳切削时最大铣削力预测误差值基本在15%以内，验证了该模型能有效地预报凸曲面模具拼接区域球头铣刀的瞬态铣削力。     

EQUIVALENT NORMAL CURVATURE APPROACH MILLING MODEL OF MACHINING FREEFORM SURFACES

A new milling methodology with the equivalent normal curvature milling model machining freeform surfaces is proposed based on the normal curvature theorems on differential geometry. Moreover, a specialized whirlwind milling tool and a 5-axis CNC horizontal milling machine are introduced. This new milling model can efficiently enlarge the material removal volume at the tip of the whirlwind milling tool and improve the producing capacity. The machining strategy of this model is to regulate the orientation of the whirlwind milling tool relatively to the principal directions of the workpiece surface at the point of contact, so as to create a full match with collision avoidance between the workpiece surface and the symmetric rotational surface of the milling tool. The practical results show that this new milling model is an effective method in machining complex three- dimensional surfaces. This model has a good improvement on finishing machining time and scallop height in machining the freeform surfaces over other milling processes. Some actual examples for manufacturing the freeform surfaces with this new model are given.     

基于LS-DYNA的铣削过程三维仿真研究

金属铣削是一个弹塑性变形和断裂的复杂过程，基于LS-DYNA对铣削加工系统建模，对系统进行动态三维仿真，并对7075铝合金材料进行铣削力动态实验测试，将其与仿真结果进行比较，验证仿真计算可靠性，对铣削温度分布进行了分析，通过调整仿真铣削模型的参数，对铣削过程进行优化，降低铣削力的大小，保证铣削过程的稳定和加工的质量，提高切削效率。     

硬质合金倒角铣刀的设计与优化

针对大型电站设备制造中难加工材料及复杂零件加工过程中刀具破损严重的问题，设计了双层齿铣刀、直齿铣刀和斜齿铣刀三种刃形的倒角铣刀，并利用l-deas软件进行了三维实体造型，采用三种齿形铣刀进行了铣削试验研究。在大量实验数据的基础上，对三种齿形铣刀在铣削力上进行了对比评判，优化出使用效果最佳的铣刀为双层齿倒