高速铣削切削参数的模糊正交优化方法

为研究高速铣削加工中既有较高材料去除率、又有较长刀具磨损寿命的切削参数优化方法,通过正交试验,获得了不同切削用量下的刀具磨损寿命数据,并用模糊数学方法建立了刀具磨损寿命和材料去除率的隶属函数,计算了模糊综合评价隶属度.通过基于模糊综合评价直观分析与基于模糊综合评价最大隶属度分析的切削参数优化对比,证明切削参数的模糊正交优化方法是可行的.     

硬质合金立铣刀磨损寿命研究及切削参数优化

为了研究硬质合金立铣刀磨损寿命与切削参数的关系,基于二次回归法建立刀具磨损寿命与切削参数的数学模型,用F检验法分析模型的拟合程度。通过正交试验法设计铣削模拟方案,用Deform3D软件进行仿真实验,并用MATLAB求解模型系数。为了提高刀具寿命,基于立铣刀磨损寿命模型建立切削参数优化模型,对切削参数进行优化,并对优化结果进行反向试验。实验结果表明优化模型可以对影响立铣刀寿命的切削参数进行优化。     

Al2O3基陶瓷刀具车削300M超高强度钢的刀具寿命研究

采用对角正交回归试验法,求得Al2O3基陶瓷刀具切削300M超高强度钢的刀具寿命经验公式,并分析了切削用量对刀具寿命的影响.通过扫描电子显微镜的观察和能谱分析仪的分析,对Al2O3基陶瓷刀具的损坏形态和磨损机理进行了研究.研究表明:Al2O3基陶瓷刀具车削300M超高强度钢时,粘结磨损和磨粒磨损是主要的磨损机理;合理的切削参数为:切削速度200～300 m/min、切削深度0.1～0.15 mm、进给量0.05～0.1 mm/r.     

高速车削钛合金时PCBN刀具寿命的研究

采用对角正交回归试验法,研究了用PCBN刀具高速车削钛合金TC4时切削用量对刀具寿命的影响,并分析工件已加工表面粗糙度。通过扫描电镜观察分析,证实刀具的磨损机理主要是前后刀面的粘结磨损及氧化磨损、后刀面磨损以及切削深度线处的沟槽磨损。     

马氏体不锈钢铣削加工刀具磨损及切削参数优化的实验研究

针对铣削马氏体不锈钢时出现的刀具磨损严重、加工成本过高的问题,采用全因素实验设计方法研究了不同切削参数下刀具的磨损规律以及刀具寿命情况。研究结果表明:切削速度对刀具寿命的影响程度最大。在中低速切削时,刀具磨损过程存在正常的3个磨损阶段,进给量与切削深度对刀具寿命的影响程度相差不大;在中高速切削时,刀具磨损呈现线性规律,进给量对刀具寿命的影响程度明显高于切削深度对刀具寿命的影响程度。此外还以利润最大化为优化目标,提出了一种新的切削参数优化指标,并通过实验证明该指标可以较好地反映加工成本,对降低加工成本具有指导意义。     

基于正交试验的枞树型轮槽加工切削参数优化

基于正交试验和数值模拟分析研究枞树型轮槽半精加工过程中切削参数对刀具磨损以及切削性能的影响,提高轮槽表面质量。设计4因素3水平正交实验,采用库伦摩擦模型和Usui磨损模型建立切削加工仿真模型,对不同切削参数下的轮槽半精加工进行仿真。结果采用极差方差相结合的方式进行分析,分析结果与实际切削结果一致。研究表明:半精加工过程中各因素对刀具磨损及切削性能的影响程度不同,切削深度进给速度摩擦因子旋转速度;轮槽半精加工最优组合为旋转速度为110r/min,进给速度为11mm/min,切削深度为0. 8mm,摩擦因子为0. 6。     

基于枪钻的42CrMo合金钢深孔钻削分析

在深孔钻削加工42CrMo合金钢时,易造成切削温度高、刀具磨损快等问题,从而影响加工质量。针对某传动轴的深孔加工,为得到合适的切削参数、保证技术要求,利用DEFORM-3D有限元分析软件设计正交仿真试验,分析不同切削参数对切削温度和刀具磨损的影响,得到最佳的切削用量。加工结果表明,枪钻用此切削用量进行深孔加工可以满足技术要求,为优化枪钻加工42CrMo合金钢时的切削用量、提高产品质量和降低刀具磨损提供了指导。     

正交车铣高强度钢的刀具耐用度及磨损机理研究

通过TiN涂层硬质合金端铣刀正交车铣58SiMn高强度钢的刀具磨损试验,建立了刀具耐用度T-(vc,fa,fz)关系泰勒公式,分析了各切削用量对刀具耐用度的影响关系;对正交车铣刀具的磨损研究表明刀具表面材料的疲劳—剥落和切削刃微崩以及在高温下刀具材料中的元素与周围介质发生的化学反应磨损等是造成刀具磨损的主要原因。     

基于有限元法的二维正交切削刀具应力分析

运用有限元方法对二维正交切削加工刀具内部应力进行模拟分析。基于刚塑性有限元方法建立了切削加工过程仿真模型,通过模拟获得了切削加工过程中刀具应力的分布和变化情况。通过对不同切削工艺参数条件下的切削过程进行模拟,分析了刀具几何参数以及切削用量对切削加工过程中刀具应力的影响,为正确选择刀具及切削参数提供了参考。     

切削用量对铣削非标内螺纹刀具磨损的影响

与传统螺纹加工方法相比,铣削螺纹不仅具有较高的加工精度和加工效率,而且不受螺纹结构的制约,可较为自由地选取合理的加工参数。应用DEFORM-3D软件对铣削非标内螺纹刀具磨损进行仿真,运用正交仿真试验研究切削速度、最大切削厚度和径向切削深度等切削用量对刀具磨损的影响,并对加工参数进行了优化。结果表明:切削刃圆角处刀具磨损最严重,在研究范围内,径向切削深度对刀具磨损的影响最大。     

大进给铣削沉淀硬化不锈钢刀具失效分析及切削参数优化

针对大进给硬质合金刀具铣削沉淀硬化不锈钢（05Cr17Ni4Cu4Nb）寿命短、效率低的问题,采用单因素法和正交试验法开展刀具磨损试验,并进行回归分析,得到了刀具寿命经验公式。利用有限元仿真方法获得了切削力、刀具切削刃温度和应力场分布情况,结合磨损测量结果及磨损形貌分析了刀具的失效机理。根据有限元仿真结果和刀具寿命经验公式,综合考虑切削效率和刀具磨损,运用等寿命-效率曲面响应法进行切削参数优化,得到了刀具的最佳切削参数及在该切削参数下刀具的寿命。     

GH4169插铣参数对刀具寿命影响规律及磨损形貌研究

为了研究GH4169插铣加工中切削参数对刀具寿命的影响规律,采用正交试验法,使用整体硬质合金刀具进行GH4169的插铣试验。运用多元线性回归分析的方法建立刀具寿命的经验公式,分析了切削参数对刀具寿命的影响规律;并采用电子扫描显微镜(SEM)对刀具在不同阶段的磨损形貌进行观测。结果表明:在插铣加工高温合金GH4169过程中,铣削速度对刀具寿命的影响最大,其次是每齿进给量和径向切深。     

Experimental study in high speed milling of titanium alloy TC21

In this paper, a number of experiments were carried out to study the machinability of a new damage-tolerant titanium alloy (TC21). Firstly, the effects of milling parameters, tool material, and tool wear on cutting forces were investigated. Secondly, the effects of milling parameters and tool wear on cutting temperature were studied. Finally, the effect of tool material on tool life was explored. Results showed that cutting force, cutting temperature, and tool life were greatly influenced by milling parameters, tool material, and tool wear. Thus, cutting tool matching with proper milling parameters should be carefully chosen to satisfying the tool life in actual production.     

Effects of geometric structure of twist drill bits and cutting condition on tool life in drilling 42CrMo ultrahigh-strength steel

To investigate the influence of the geometric structure of coated cemented carbide twist drills on the drill tool life, drilling experiments of 42CrMo steel were carried out at various cutting parameters. The geometric structure parameters of the specially manufactured drill bits were designed by the multifactor orthogonal experiment method. The effects of cutting edge preparation, drill point geometry, and flute geometry on the tool wear were investigated by the range analysis and variance analysis. And their effects on chip pattern were also studied. Then the influence of cutting parameters on the tool life was investigated. Based on these investigations and extending the tool life, the optimized geometric structure was the honed cutting edge with a radius of 0.06 mm and conventional conical flank, and the corresponding cutting parameters were 80 m/min and 0.18 mm/rev. At last, the tool wear characteristics were discussed and the main wear mechanisms were abrasive wear, adhesive wear, coating exfoliation, and tipping.     

列车轴箱体大孔精镗工艺优化实验研究

采用涂层硬质舍金刀具对铸钢轴箱体进行了镗刀磨损试验,并运用扫描电镜和表面形貌仪分析了镗刀的磨损形态和磨损机理。结合镗削过程的切削速度及切削温度等,采用多因素正交试验对刀具寿命进行研究,使用最小二乘法和线性回归分析建立了刀具寿命的经验模型,从而对切削参数进行了优化,成功解决了镗刀片磨损快,加工效率低的问题。     

线性回归模型诊断和在线预测刀具磨损量的方法研究

目的是研究诊断端面铣刀磨损量和在线预测铣刀的剩余寿命的方法.采用线性回归模型估计测刀面的磨损量.线性回归模型的输入是从铣刀受力信号提取出的特征和切削条件,比如进给量、转速等.在诊断了刀具的磨损量后,采用双指数平滑方法跟随诊断结果预测铣刀的使用寿命.最后,通过卖验验证了基于线性回归模型得到的刀具的磨损量和基于双指数平滑方法在线预测铣刀的剩余寿命的可行性.     

齿轮高速干切滚刀寿命预估模型与优化方法

由于齿轮高速干式滚切工艺切削速度高且缺少切削油的冷却润滑,为满足高速干切滚刀的抗磨损、耐高温等性能要求,高速干切滚刀基体材料和涂层的制备工艺均较为复杂,且价格昂贵,因而需要优化高速干切工艺以延长高速干切滚刀使用寿命,进而降低工件制造成本,提高效益。结合生产实践和理论分析,研究了齿轮高速干切滚刀的失效形式和失效原理,提出了以单个刀齿切削长度为高速干切滚刀寿命评价指标并建立相应计算模型的方法,基于此开展了高速干切滚刀寿命试验,建立了高速干切滚刀寿命多元线性回归模型,采用MATLAB求解得到该试验条件下的高速干切滚刀寿命经验公式。最后基于此提出了通过优化滚切工艺参数以及采用新型窜刀方式等来延长高速干切滚刀寿命的方法。     

The effects of cutting parameters on tool life and wear mechanisms of CBN tool in high-speed face milling of hardened steel

High-speed face milling of AISI H13 hardened steel is conducted in order to investigate the effects of cutting parameters on tool life and wear mechanisms of the cubic boron nitride (CBN) tools. Cutting speeds ranging from 400 to 1,600 m/min are selected. For each cutting speed, the metal removal rate and axial depth of cut are fixed, and different combinations of radial depth of cut and feed per tooth are adopted. The tool life, tool wear progression, and tool wear mechanisms are analyzed for different combinations of cutting parameters. It is found that for most of the selected cutting speeds, the tool life increases with radial depth cut and then decreases. For each cutting speed, the CBN tool life can be enhanced by means of adopting suitable combination of cutting parameters. When the cutting speed increases, the normal wear stage becomes shorter and the tool wear rate grows larger. Because of the variations of cutting force and tool temperature, the tool wear mechanisms change with different combinations of cutting parameters even at the same cutting speed. At relatively low cutting speed, in order to acquire high tool life of the CBN tool, the tool material should possess sufficient capability of resisting adhesion from the workpiece. When relatively high cutting speed is adopted, retention of mechanical properties to high cutting temperature and resistance to mechanical impact are crucial for the enhancement of the CBN tool life.