高速铣削SiC_p/Al复合材料表面形貌功率谱密度研究

为了研究切削参数对高速铣削SiCp/Al复合材料表面微观形貌的影响,本文采用不同切削参数进行了高速铣削实验,利用Talyscan150型表面粗糙度测试仪对加工表面进行测量,对获得的表面数据进行功率谱密度(PSD)分析。结果表明:高速铣削SiC颗粒增强铝基复合材料时,进给量与铣削深度对功率谱密度影响不大,切削速度是主要影响因素,并且随着切削速度的增大,功率谱密度值降低,表面质量提高。加工表面的主要空间波长成分能够反映加工工艺条件对加工表面形貌的影响。     

涂层刀具高速铣削模具钢SKD11的表面粗糙度模型预测

为有效控制和预测高硬度模具钢加工的表面质量和加工效率,通过设计正交切削试验,研究了在不同切削参数组合(主轴转速、进给速度、轴向切削深度和径向切削深度)及冷却润滑方式条件下、Ti Si N涂层刀具对模具钢SKD11(62HRC)的高速铣削。应用BP神经网络原理建立表面粗糙度预测模型,并进行试验验证其准确性。研究表明,在不同加工条件下,基于BP神经网络模型建立的涂层刀具铣削模具钢SKD11表面粗糙度模型有较好的预测精度,其预测误差在3.45%-6.25%之间,对于模具制造企业选择加工工艺参数、控制加工质量和降低加工成本有重要意义。     

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...     

涂层刀具高速铣削铁基高温合金的切削力及表面粗糙度研究

针对铁基高温合金GH2132高速加工时铣削力大、加工质量不稳定的特点,采用新型涂层硬质合金刀具进行高速干铣削试验,研究切削参数对铣削力及加工表面粗糙度的影响规律。运用极差分析法并根据泰勒公式、正交试验数据和回归分析得出拟合公式,结果表明:对铣削合力峰值影响较大的切削因素是轴向切削深度和径向切削深度;对加工表面粗糙度影响较大的因素是每齿进给量和轴向切削深度。当vc=50-100m/min、fz=0. 08-0. 10mm/z、ap=0. 2-0. 3mm、ae=3-4mm时,可以获得较小的铣削力和表面粗糙度,且拟合公式可以有效预测加工过程中铣削力和表面粗糙度值。本文对探究刀片磨损机理及提高表面加工质量提供了参考数据。     

基于主成分分析和灰色关联度的铝合金铣削参数优化

在飞机耳片槽的加工中经常出现耳片变形、切削振动引发表面质量变差等质量问题,为确保耳片加工表面质量,以7050-T7451铝合金为试验对象,把径向切削深度作为试验定量,主轴转速、每齿进给量和轴向切深为试验变量,设计三因素三水平的正交铣削试验,以表面粗糙度和材料去除率为输出特性指标,采用灰色关联理论主成分分析法对试验数据进行分析,确定灰色关联分析中的权重系数,对铣削加工进行多目标优化。研究表明,3个因素对试验表面粗糙度和材料去除率的影响程度的显著性排序为:每齿进给量轴向切削深度主轴转速;最优铣削加工参数为:主轴转速为5000 r/min,每齿进给量为0.25 mm,轴向切削深度为4 mm,径向切削深度为0. 5 mm。     

石英玻璃旋转超声铣削表面质量研究

探索了高频旋转超声铣削石英玻璃的工艺规律与材料去除机理,检测分析了加工表面粗糙度与表面形貌,借助Matlab平台建模仿真了进给速度和主轴转速对磨粒运动轨迹的影响规律,研究了进给速度、主轴转速、切削宽度以及切削深度对加工表面质量的影响规律与机理。进给速度增大会导致刀具上的单颗金刚石磨粒的切削速度增大,参与切削的摆线平面投影运动轨迹变长,使表面粗糙度随进给速度增加先增大后减小;表面粗糙度值随主轴转速的增大总体上呈现出先减小后增大的趋势,主轴转速为3 000 r/min时铣削表面粗糙度最小;表面粗糙度值随切削宽度增大先增大后减小,切削宽度直接决定相邻刀具路径对应加工区域重叠范围,进而产生不同的磨粒划刻加工叠加效果;随切削深度增大,表面粗糙度值呈现出先增大后减小再增大的趋势,铣削过程中超声振动与切削深度配合产生的近成形表面材料去除模式对表面质量具有关键性作用。研究工作可为石英玻璃旋转超声铣削加工提供一定的工艺基础。     

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。     

应用BP神经网络预测高速铣削表面粗糙度

表面粗糙度的预测是切削加工质量分析的重要研究方向,为了在保证铣削的同时预测加工表面的粗糙度、提高生产率,将人工神经网络技术应用于铣削加工领域。应用BP神经网络建立高速铣削加工表面粗糙度预测模型,将预报结果与试验真值进行对比验证,结果表明该方法能够得到较好的预测精度,对高速铣削参数的选择和表面质量的控制具有指导意义。     

基于低温微量润滑技术对7050铝合金加工质量的研究

针对传统切削加工过程中大量使用切削液极易对环境和人体造成伤害等弊端,基于绿色环保理念,采用低温微量润滑技术,根据铣台阶、铣槽、制孔等典型加工特征,进行试验件的表面质量粗糙度检测与金相分析,研究7050铝合金在低温冷却条件下不同工艺参数对其加工质量的影响。结果表明：在-10℃以下的温度范围内,获得的盲孔表面粗糙度较好;在-60℃～0℃低温微量润滑加工条件下不会对7050铝合金材料的切削加工表面产生过热或过冷影响;在相同低温温度下,内冷孔刀具加工的表面质量较优。     

TC4铣削中超临界CO2混合油膜附水滴的冷却润滑性能

在干切削、超临界CO2（scCO2）以及scCO2与油膜附水滴(OoW)混合三种绿色切削方式下对钛合金进行了铣削试验。通过单因素试验分析了铣削参数和冷却润滑方式对切削力、切削温度、表面粗糙度的影响规律，研究了scCO2与OoW混合冷却方式在钛合金铣削中的冷却润滑性能。结果表明，三种冷却润滑方式下，随着切削速度、每齿进给量和径向切宽的增大，切削力和切削温度均呈现增大趋势；当切削速度进一步增大时，依据高速切削加工理论，切削力和温度有增长变缓和下降的趋势；不同加工参数下，相比干切削和scCO2，scCO2与微量油膜附水滴混合冷却方式能有效减小切削力和降低切削温度，并获得良好的加工表面，具有良好的冷却润滑性能。     

超低温条件下芳纶纤维复合材料的铣削加工性能

为了提高芳纶纤维复合材料的铣削加工质量,采用液氮作为冷却液对其进行了超低温铣削,对比研究了常温和超低温铣削条件下的主铣削力、加工表面微观形貌和表面粗糙度,并分析了超低温铣削对该复合材料加工表面质量的影响。结果表明:常温和超低温铣削芳纶纤维复合材料时,主铣削力均随主轴转速的增加而下降,在相同主轴转速下,超低温铣削时的铣削力更小;超低温铣削后试样的表面粗糙度随主轴转速的增加而减小,且均小于常温铣削后的,其加工表面质量更佳;在超低温条件下铣削能有效抑制起毛、烧蚀缺陷,减少纤维的拉伸和弯曲断裂,改善芳纶纤维复合材料的加工性能。     

SiCp/Al复合材料铣削加工工艺参数的优化实验研究

SiC颗粒增强铝基复合材料(SiCp/Al复合材料)因具有优良的力学性能而在航天航空、汽车等领域应用广泛.现采用硬质合金立铣刀在五轴联动加工中心对SiCp/Al复合材料进行铣削加工,通过正交试验,分析了主轴转速、进给量、切削深度对铣削力、表面粗糙度的影响;从材料去除率、加工表面质量等方面考虑,得到了所选参数范围内较优的铣削加工工艺参数组合:主轴转速5000 r/min,切削深度1 mm,进给量0.02 mm/z.     

CVD涂层刀具高速铣削大理石试验

为了探索高速铣削大理石的切削特性,改善大理石加工表面质量,使用CVD氮化钛涂层刀具进行高速铣削大理石试验。通过显微镜观测刀具磨损表面,并采用网格法计算出刀具磨损面积,探讨切削参数的改变与刀具磨损情况的关系;利用粗糙度测试仪检测大理石加工表面粗糙度,研究切削参数对大理石加工表面质量的影响。最终得到刀具磨损量和大理石表面粗糙度均与切削速度负相关,与进给速度和切削深度正相关。试验结果表明:所建立的数学模型显著性很高,能够较准确地揭示刀具磨损量和大理石表面粗糙度与切削参数间的关系,为合理选择切削参数以提高大理石加工表面质量提供了一定理论基础。     

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。     

高速铣削高体积分数SiCp/Al复合材料表面形貌及切屑机制的研究

为了研究高体积分数SiCp/Al复合材料的切削机理及工件表面形貌,采用PCD刀具对干式切削和水溶性冷却液浇注冷却的湿式切削两种切削条件下的高速铣削进行了研究。结果表明,在对颗粒尺寸大、体积分数高的SiCp/Al复合材料进行高速铣削时,干式切削无论是在工件已加工表面形貌和微观结构,还是在切屑形成及形貌上,都好于湿式切削。两种切削条件下均可获得较理想的表面粗糙度。     

基于响应曲面法的GH4169铣削参数优化及实验研究

机械加工的表面质量会极大地影响零部件的使用寿命。该文以降低镍基高温合金GH4169加工过程中的表面粗糙度为目标，对镍基高温合金GH4169的铣削参数进行优化。基于响应曲面法分析了铣削参数(转速、进给量、切削深度)对表面粗糙度的影响规律，建立了铣削参数与表面粗糙度之间的二次多项式模型并进行了验证，确定了降低表面粗糙度的最优工艺参数组合。研究结果表明，当A=928.34 r/min,B=243.35 mm/min,C=0.2 mm时，粗糙度可达到0.143μm。采用最优参数组合进行加工实验，并对铣削加工后的表面粗糙度进行测量，得出粗糙度实测值与模型预测值的相对误差为0.2%,可见所建立的模型是准确的。可满足某些航空航天高精度零部件表面质量特性，因此该模型对GH4169铣削加工具有指导意义。     

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。     

铝合金高速切削表面粗糙度影响因素研究

为有效降低高速切削中铝合金的表面粗糙度值,通过多因素正交试验和单因素试验对各铣削参数进行研究,结果显示:各参数对铝合金表面粗糙度影响程度从大到小的顺序是:切削深度、主轴转速、每齿进给量、行距,且转速为18000r/min,每齿进给量为0.075mm,行距和每齿进给量一致,选择较小的切削深度时,在铝合金表面可获得较好的加工质量。     

铣削参数对镍基高温合金FGH4113A加工表面完整性的影响

通过铣削试验分别研究了主轴转速(300,500,650,800,1 200 r·min^-1)、铣削进给量(0.030,0.045,0.060,0.075,0.090 mm·r^-1)和单道次铣削深度(0.20,0.35,0.50,0.65,0.80 mm)对FGH4113A镍基高温合金加工表面完整性的影响。结果表明：随着铣削进给量或单道次铣削深度的增大,加工表面的缺陷增多,表面粗糙度和硬度增大,表面残余应力逐渐由压应力转变成拉应力;随着主轴转速的增大,加工表面缺陷减少,表面粗糙度和硬度降低,残余压应力减小。在铣削速度超过800 r·min^-1、单道次铣削深度小于0.35 mm、进给量控制在0.045 mm·r^-1以下条件下,加工表面质量较好,表面粗糙度R_a在0.40μm左右,残余应力为压应力,且无明显硬化层。     

侧铣削参数对TC4钛合金表面粗糙度及材料去除率的影响

侧铣采用铣刀侧刃对工件进行铣削,是一种重要的数控加工方式,常用于直纹面零件.针对TC4钛合金的侧铣削加工,开展了主轴转速、进给速度、切削深度、切削宽度的四因素三水平正交试验,分析侧铣削参数对切削力、表面粗糙度及材料去除率的影响.试验结果表明,切削深度和主轴转速对切削力和表面粗糙度的影响较大,进给速度次之,切削宽度最小.切削深度和切削宽度的增大会显著提高材料去除率,在主轴转速为600r/min,进给速度为220mm/min,切削深度为5mm,切削宽度为0.4mm时,侧铣TC4钛合金的表面粗糙度质量较好且材料去除率较大.