航空发动机典型零件加工技术与刀具应用分析

随着国家科技的进步,航空制造业已成为衡量国家发达水平的重要因素之一.航空发动机是飞行器的核心部件,因此发动机典型零部件的加工技术与刀具应用对航空业的发展起着重要的作用.由于航空零件多为难加工材料,不但对加工技术有高的要求,对加工用的刀具要求更高.本文针对航空发动机典型零件材料及特性、加工技术的现状与刀具应用进行了分析;对航空典型零件加工用刀具材料及特性探讨,并结合刀具磨损对加工精确度的影响,对多轴高速加工刀具的磨损进行仿真分析,同时针对多轴高速铣削特点对航空航天钛合金零件的专用刀具进行设计,为今后我国航空发动机典型零件的高效、高精确度加工打下一定的基础.     

柱形棒铣刀铣削锥形螺杆的切削形面产生机理

为了采用柱形棒铣刀实现几何形状较复杂部件螺杆挤出副的高精度铣削加工,根据刀具与工件的空间几何关系,利用柱形刀具截面与工件的实际切削点建立数学模型.经过理论分析推导出在开槽和精加工时由柱形棒铣刀所铣削的实际螺旋形面,说明了其为近似倒锥形而非圆柱形,进而提出了由反求计算校正铣刀摆角的方法,并通过实际试切实验验证了理论分析的正确性.该方法可用于实际切削加工前的计算,以正确确定刀具摆角,有效提高锥形螺杆曲面的加工精度和效率.     

一种基于FTS车削的微切削力模型

机械加工中的切削力模型建立对于研究工件表面形貌成型,探究切削理论有着深远的意义。在微切削加工领域,伺服车削通常用来加工自由曲面,但是考虑到尺寸效应,传统宏观领域的切削力模型无法真实地描述切削过程。针对微切削加工领域,提出了一种切削力模型,模型充分考虑了最小未成型切屑厚度,刀具切削刃钝圆以及工件对后刀面回弹引起的摩擦力。由于切削深度不同,所对应的切削原理也不同,将切削过程分为多个区域建模。当刀具切入工件后,随着切屑厚度的减小,切屑在前刀面分别经历宏观剪切、大负前角切削以及耕梨过程,而同时工件未切下的部分在后刀面的进一步作用下形成已加工表面,对应上述过程,将分为4个区域建模。最后,基于自主设计的能够精确测量两个方向切削力的快刀伺服装置(DFT-FTS)设计实验。     

可控电解珩磨加工的电流控制技术及金属去除规律的研究

研究了以微机实时控制电解珩磨过程中工件表面的电解电场强度,从而调控各点的金属去除速度,获得工件要求的几何形状精度的新加工方法（可控电解珩磨）．该方法在降低工件表面粗糙度的同时,还具有纠正工件几何形状误差的能力,尤其适用于高精度复杂形状工件和难加工金属材料的精密加工．本研究采用不完全微分算法实现电解电流的闭环控制,并且应用人工神经网络技术建立了系统的施电模型．实验结果表明,该方法可获得满意的加工精度．     

机械加工精度误差及对策探讨

在机械加工中,由机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统,会有各种各样的误差产生,并影响了工件的加工精度。本文以教学实践经验为基础,简要介绍了机械加工精度的基本知识,进而对影响机械加工精度的因素进行了分析,最后对如何减少各种因素对加工精度的影响提出了相应的对策和建议。     

基于UG的叶轮流道四轴联动数控加工编程分析

为了控制复杂叶轮结构的加工精度和加工质量,提出一种基于UG的叶轮流道四轴联动数控加工编程方法,以某典型叶轮为加工对象,确定其加工工艺方案,并采用"相对于驱动体"和"插补矢量"结合的刀轴控制方法,从而避免发生复杂小曲面加工的干涉和跳刀现象。通过合理设定"步距"和"切削步长"来降低加工误差,保证加工精度,从而为结构复杂曲面叶轮的精确数控加工提供参考。     

Processing technique of target capsule's micro inflation hole with a scanning probe

To resolve inflation of inertial confinement fusion (ICF) target and encapsulation of micro inflation hole with adhesive, a scanning probe microscope (SPM) diamond microprobe was used as the cutting tool with SPM in contact mode. Some parameters influencing the quality of micro inflation hole, such as the scanning direction of the diamond tip, the scanning rate and the contact force are discussed. Accurate taper hole was achieved whose dimension and precision could meet the requirements of inflation and encapsulation technique of micro hole. The experimental results show that using SPM diamond microprobe as the cutting tool and with special processing technique, the precision machining of target capsule's taper inflation hole can be realized. A novel operative technology for filling high Zgas to target is provided.     

基于车铣技术的微小型零件完整加工

微小型零件在加工过程中抓取和再定位的难度，极大地影响了加工精度和加工效率，完整加工为微小零件的加工提供了一个可行的方法．分析了完整加工的特点，阐述了微小零件完整加工的必要性，结合实例对微小型零件的完整加工进行了分析．     

对极薄切削若干问题的分析

针对超精密切削的实现条件，即锋利的金刚石刀具和高精度、高刚性的切削机床及其他周边技术的支持，对极薄切削进行了分析．在其他加工条件固定时，金刚石刀具的刃口钝圆半径影响稳定切削时的切削厚度，进而影响切削变形、切削力、切削温度、刀具磨损和已加工表面质量．最小切削厚度的获得是反映超精密切削加工水平的重要标志，因此对极薄切削进行分析具有重要意义．     

速度效应对淬硬钢最小切削厚度的影响

塑性材料加工中,存在一个最小切削厚度,当切削加工中实际有效切削厚度小于工件材料的最小切削厚度时,将造成刀具与工件无法正常切削,而主要以滑擦为主,此时加工精度很难保证,确定材料的最小切削厚度对提高工件的加工质量及精度具有重要意义.针对以上问题以淬硬钢Cr12Mo V材料为研究对象,提供了一种确定工件材料最小切削厚度的试验方法,并通过提供的试验方法,确定了淬硬钢Cr12Mo V(58 HRC)不同切削速度下的最小切削厚度值,试验结果表明:在所选的速度范围内,热软化效应对淬硬钢Cr12Mo V(58 HRC)成屑机制的影响大于应变率效应的影响,淬硬钢Cr12Mo V(58 HRC)最小切削厚度值的确定,为汽车覆盖件模具精加工余量的选取提供了理论依据.     

凸螺杆转子旋风铣削技术的研究

为提高凸螺杆的加工效率和加工精度,将具有切削平稳、效率高等特点的传统旋风铣削技术与具有轨迹控制灵活等特点的数控技术相结合,提出了内旋风数控包络铣削螺杆螺旋曲面的新方法.从最小有向距离原理出发,将控制轨迹的计算问题转化为求解距离函数的最小值问题,得出了能准确、快速计算出刀具轨迹的方法,并给出了计算实例.结果表明,采用内旋风数控包络铣削技术可大大提高凸螺杆的加工效率和加工精度.     

四轴线切割变锥度异面加工控制的探讨

对现有四轴线切割锥度异面加工控制的模型进行了分析,指出了它们的缺点,指出全新的加工控制方案——双平面插补控制法,并给出了此方案的实现方法,从而大幅提高加工的精度和效率．指出此加工方案能控制常规锥度切割,同时也能加工复杂的变锥度异面工件．     

模具加工中的高速切削技术

叙述了高速加工技术在模具制造中应用的意义,以及实现高速加工所必需的一些核心技术.通过与常规的电火花加工方式的比较,论述了高速加工的优越性能及高速切削加工对机床的主轴、刀具和CAM软件的要求,指出在型腔模制造过程中,选择加工方式主要取决于型腔的几何形状、材料的硬度和所要求的工艺参数,最后以加工实例说明了高速切削是现代模具加工的发展方向之一.     

基于表面质量的小型精密零件切削工艺优化

为了提高小型精密零件在切削过程中的表面加工质量,以小型精密零件的表面粗糙度为目标函数,设计并实施了一系列小型精密零件的切削加工试验.采用单因素试验法分析了切削深度、切削速度及供给量等工艺参数对目标函数的影响,运用多元线性回归分析法建立切削工艺参数与目标函数的关系模型,从而获得最佳工艺参数组合并进行试验验证.结果表明,切削速度与切削深度对表面粗糙度为负向影响,供给量为正向影响,经优化参数组合加工工件的表面粗糙度均匀性较好,产品表面质量得到了较大改善.     

磨料水射流微细雕刻技术的研究

根据磨料水射流加工的特点，建立了磨料水射流加工的神经网络模型。用训练好的神经网络模型来预测给定加工条件下的进给速度，并根据加工路径和机床的特性对进给速度进行修正，并编写数控代码。通过控制水射流的进给速度来间接控制其刻蚀深度，同时获得加工轨迹的圆滑过渡，从而实现磨料水射流的雕刻工艺。本文以不锈钢为原材料，以JJ-I数控水射流机床为实验平台，根据机床的特性手工编程，成功雕刻出微型摩托车图形。     

高速切削加工研究工作回顾

由于生产率和精确度高以及表面加工质量好,高速加工技术已成为一种先进制造技术.本文综述了近十年来上海交通大学在高速加工技术方面的研究工作,主要包括:通过优化刀具几何结构、刀具涂层优选和高性能涂层研发等研究,开发新型高速切削刀具;通过评估典型难加工材料的切削加工性能,系统研究难加工材料的高速切削加工机理;采用有限元方法对高...     

复杂产品加工过程建模研究

复杂产品加工的高精度导致了其加工过程的多工序性。当复杂产品在多个工序间进行加工时,其加工误差会在工件上传递并累加。由于其高精度要求,导致引起几何加工误差的过程参数较之一般的多工序加工过程来说更多,误差产生的形式更多样,为了对复杂产品加工误差传递过程进行描述,采用机器人运动学中的微分运动矢量来描述工件和夹具,采用齐次坐标变换来得到其在不同工序间的位置关系。在此基础上,建立了复杂产品加工过程误差传递的物理模型,详细论述了该模型的建立过程,并对所建模型的有效性进行了验证。该模型为复杂产品质量控制与改进研究中的故障诊断、误差源识别、传感器安放位置优化、误差仿真和加工参数及夹具优化设计等提供了理论基础。     

浅谈高速切削机床的选购方法

高速切削加工是最重要的现代制造技术之一,而实现高速切削的关键技术是选购性能优良的高速切削机床,这必须根据产品的材料、精度、批量等来选择相匹配的技术装备,使其在生产中充分发挥作用。通过一系列的测试方法,介绍高速切削机床的一般选购方法。     

基于 Deform 的精车过程中的切屑热仿真简

精车过程中会产生大量的切削热,如果切削热不及时传散,切削区的平均温度将会大幅度地上升,使工件、刀具和机床产生热变形,影响加工精度、表面质量和刀具寿命,造成工件表面的热损伤,还会产生有害的残余应力.运用Deform软件对精车过程进行仿真,分析了精车过程中的温度和应力变化和分布.结果表明：刀具的最高温度为1 690℃,切屑的最高温度为1 090℃,工件的最高温度为747℃,工件的等效应力最大值为1 160 MPa.     

面向数控机床运行状态的切削稳定性预测研究

切削加工过程中出现的颤振失稳现象,是限制机床加工质量和加工效率的主要因素。传统切削稳定性预测模型大多基于机床静止状态下的动力学特性,并采用恒定的切削力系数表征不同的切削条件。但在加工过程中,系统动力学特性和切削力系数会随着主轴转速等影响因素而变化,导致预测的切削稳定性叶瓣图在实际工程运用中出现偏差。针对机床运行状态下切削稳定性的准确预测问题,提出一种切削稳定性叶瓣图修正方法。该方法以刀具系统动力学特性与切削力系数为研究对象,首先建立主轴转速样本信息,将考虑转速效应的主轴轴承运行刚度写入机床有限元模型中,获取刀尖频率响应函数及其对应的各阶模态参数,以此结合模态拟合法和插值算法重构任意转速下的刀尖频响函数,同时以各切削参数为变量构建切削力系数响应面预测模型,进而将与转速对应的刀尖频率响应函数和不同切削条件下的切削力系数作为传统切削稳定性预测模型的输入,并通过结合自适应粒子群算法共同求解各转速下的极限切削深度,从而在全转速范围内绘制切削稳定性叶瓣图。将该方法应用于1台3轴立式加工中心的实际工序中,采用多组预测的无颤振切削参数进行切削实验,并通过切削力信号的频谱分析判定切削过程中未出现颤振,验证了稳定性叶瓣图修正方法的有效性,为无颤振切削参数的合理选择奠定了技术支持。