超高强度钢高速铣削表面完整性实验研究

为了研究超高强度钢高速铣削过程中铣削参数对表面完整性的影响,本文基于正交实验法,采用涂层硬质合金刀片对16Co14Ni10Cr2Mo超高强度钢进行了高速铣削实验。分析了铣削速度、每齿进给量和铣削深度对三维表面粗糙度、表面残余应力和表面显微硬度的影响规律,并对铣削参数进行了优化。结果表明:三维表面粗糙度随铣削速度和每齿进给量增大而增大,随铣削深度的增大,呈现出先增大后降低的趋势;两个方向表面残余应力随铣削速度和铣削深度的增大而升高,垂直进给方向残余应力σ_y随每齿进给量的增大而升高,而沿进给方向残余应力σ_x呈现出先增大后降低的趋势;表面显微硬度随铣削速度υ_c的增大变化不大,随每齿进给量f_z和铣削深度a_p增大而降低;每齿进给量f_z对表面完整性影响最大;兼顾表面完整性和加工效率,最优铣削参数组合为:υ_c为150.7 m/min,f_z为0.02 mm/z,ap为1.0 mm。     

GH4169高速车削参数对加工表面完整性影响研究

使用PVD-TiAlN涂层硬质合金刀片进行高温合金GH4169的高速车削正交试验,建立了表面完整性特征中表面粗糙度、表面残余应力、显微硬度的经验公式,分析了车削参数对表面完整性各特征量的影响规律,并观测了高速车削加工的表面形貌。结果表明:表面粗糙度随车削速度的增加而减小,随进给量和切削深度的增加而增大,进给量是影响表面粗糙度的最主要因素;随着进给量的增加,表面形貌变差;轴向残余应力表现为压应力,切向残余应力表现为拉应力,减小进给量,降低车削速度可减小车削加工的残余应力,轴向残余应力对进给量最敏感,切向残余应力对切削深度最敏感;显微硬度随车削速度的增大而增加,车削速度是影响显微硬度的主要因素。     

钛合金(Ti-6Al-4V)铣削参数对表面完整性影响研究

钛合金被广泛应用到航空航天、生物和化工领域,关于其加工过程中表面完整性的研究受到了相应的关注。文中研究了钛合金侧铣过程中铣削参数对表面完整性的影响规律,为更好地选择铣削参数及进行表面完整性控制提供相关的试验参考依据。研究结果表明:已加工表面的粗糙度随着铣削速度、每齿进给量、铣削宽度和铣削深度的增加而增加;进给方向的残余应力σx和垂直进给方向的残余应力σy均为压应力,随着铣削速度、每齿进给量、铣削宽度和铣削深度的增加,σx和σy总体上具有增加的趋势;已加工表面的显微硬度相比于基体增长了13%~50%,在表面层深度h为20μm处,显微硬度值最小。     

球头刀铣削TC17的表面完整性测试实验研究

利用球头刀铣削钛合金TC17,对其试件加工表面完整性测试开展实验研究。通过球头刀铣削实验和表面完整性测试实验结果可知,在给定的实验条件下,表面粗糙度Ra随着每齿进给量fz的增大而增大,而线速度v_c对表面粗糙度Ra和表面微观形貌影响不显著。同时,球头刀铣削钛合金TC17的加工表面均呈残余压应力状态,其变化范围在-250～-450 MPa;加工表面显微硬度和残余压应力随着线速度v_c的增大而减小,随着每齿进给量f_z的增大而增大,其主要原因是随着线速度v_c的增大、每齿进给量f_z的减小,铣削加工表面的塑性变形层厚度逐渐减小。     

冷却条件对Ti-6Al-4V铣削表面完整性影响研究

通过实验对比研究TC4钛合金铣削加工过程中不同冷却条件对其加工表面完整性的影响规律。研究结果表明:在相同的铣削参数下,乳化液冷却条件下加工表面的粗糙度值和显微硬度值均比在干切削条件下小;在乳化液冷却和干切削两种条件下的加工表面残余应力均为压应力;随着铣削速度、每齿进给量和铣削宽度的增加,在乳化液冷却条件下的残余应力绝对值逐渐增大,而在干切削条件下,残余应力绝对值逐渐减小;在乳化液冷却和干切削两种条件下,铣削参数中铣削深度对表面完整性的影响最小。     

高速铣削7050-T7451铝合金表面粗糙度研究

高速铣削广泛用于航空铝合金材料的加工,以7050-T7451铝合金材料为试验对象,运用正交试验方法分析研究了铣削该铝合金材料时,切削速度、切削深度、切削宽度和每齿进给量4个因素对表面粗糙度的影响规律,并通过多元非线性回归分析得出表面粗糙度的经验公式.研究结果表明:加工表面呈交叉织网状形貌,表面粗糙度随每齿进给量和铣削深度的增大而增大,随切削速度的增大而减小,切宽对铝合金表面粗糙度的影响不明显.铣削参数对表面粗糙度的影响显著性依次为:每齿进给量fz切削速度v轴向切削深度ap径向切削宽度ae.     

高速铣削SKD61模具钢表面完整性与疲劳寿命

为探究高速铣削加工中表面完整性对零件疲劳寿命的影响规律,使用圆环面铣刀对SKD61模具钢进行了高速铣削试验,并测定铣削后样件的表面完整性与疲劳寿命,根据表面完整性的量化指标,采用人工神经网络方法构建疲劳寿命预测模型。研究表明:铣削加工产生的表面残余压应力能显著延长零件的疲劳寿命。在一定范围内,零件的疲劳寿命分别随表面粗糙度和表面硬度的变化而剧烈变化。将表面完整性和人工神经网络相结合构建的零件疲劳寿命预测模型,其预测值与实测值的误差为2.3%~15.8%。     

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。     

211Z铝合金铣削表面粗糙度的实验研究

211Z铝合金是一种新型的高强度铸造铝合金材料,为了研究球头立铣刀铣削该铝合金材料时转速、每齿进给量、铣削宽度和铣削深度对表面粗糙度的影响规律,设计了四因素四水平的正交试验,并通过多元线性回归分析得到表面粗糙度的预测模型。研究结果表明:表面粗糙度随着转速的增大而减小,随着进给量和铣削宽度的增大而增大,铣削深度对表面粗糙度的影响没有呈现一定的趋势;铣削参数对表面粗糙度的显著性排序依次为转速、铣削宽度、每齿进给量、铣削深度。     

车削参数对GH4079高温合金表面特征的影响研究

研究车削参数对GH4079高温合金表面特征的影响规律,为车削加工GH4079高温合金选择合理的加工参数提供实验基础依据。采用车削速度为280~560m/min,切削深度为0.5~1.0mm,进给量为0.035~0.088mm/r的车削参数对GH4079高温合金进行车削加工,并用CALISUM表面粗糙度仪、显微硬度仪及X射线应力衍射仪对GH4079高温合金车削表面特征(表面粗糙度、表面显微硬度及表面残余应力)进行测定。GH4079高温合金车削表面粗糙度值在Ra502~Ra1 121nm范围内变化,表面显微硬度值在570.2~677.3HV范围内波动,进给方向残余应力σr(X)呈压应力状态,而垂直于进给方向残余应力σr(Y)呈拉应力状态。研究结果表明:表面粗糙度和表面显微硬度对切削速度的变化最为敏感,表面残余应力对切削深度的变化最敏感;表面粗糙度和表面显微硬度均随切削速度的增加而减小;表面残余压应力随切削深度的增大而增大,表面残余拉应力随切削深度的增大而减小。     

精密铣削表面温度的实验研究

以金刚石铣刀精密铣削铝合金为研究对象,在VICTOR Vcenter-65加工中心上进行精密铣削时已加工表面温度测量的实验。通过对实验数据处理分析,得到已铣削加工表面的温度经验模型。分析结果表明,在精密铣削中,已加工表面的温度与铣削深度、铣削速度以及进给速度有关,影响最大的是铣削深度,其次是铣削速度,影响最小的是进给速度。     

小型数控微细铣床的研制及铣削试验研究

总结了现有微小零件加工技术的局限性,阐述了微细铣削加工的优势,并自主构建了一台适于微小零件制造的小型三轴数控微细铣床,铣床本体尺寸为400mm×400mm×260mm,工作空间为50mm×50mm×50mm。介绍了组成微细铣床的六大子系统的性能,对微细铣床系统进行精度测试,该铣床的定位精度达到1μm,满足微细铣削加工的精度要求。使用硬铝LY12进行微直槽及薄壁、微同心圆槽的铣削加工试验。加工试验结果显示:该微细铣床已经具备加工介观尺度的高深宽比微小零件的能力。     

PCrNi3MoVA高速侧铣加工研究

PCrN娼MoVA是一种应用广泛的高强度钢，主要应用于炮筒和小型炮后备箱的制造。本文主要研究了利用直径10mm的整体硬质合金铣刀高速侧铣PCrNi3MoVA钢时的铣削力，以及加工后表面粗糙度的情况。同时与端铣加工进行对比，找到了2种加工方式影响粗糙度和铣削力的主要因素，并总结了铣削力的预测公式。     

螺旋铣孔工艺参数对CFRP分层的影响研究

选取螺旋铣孔过程中切削速度、轴向进给以及偏心量为对分层产生主要影响的工艺参数。为得到建模所需数据,切削实验采用三因素三水平全因素实验设计,并使用螺旋铣孔工艺专用涂层刀具。基于实验数据,通过多元非线性回归-响应曲面法,建立分层缺陷和螺旋铣孔工艺参数之间的数学模型,并用MATLAB画出响应曲面图,最后通过曲面图直观地分析了三种参数对分层的影响,指出两个导致分层的主要因素。     

微细精密铣削表面粗糙度DRSM研究

DRSM方法具有序贯性、可旋转性、模型的稳健性以及试验次数少等优点,近年来逐渐运用在微细精密车铣加工运用中,笔者着重对微细精密铣削表面粗糙度进行DRSM分析,得出了微细精密铣削条件下工艺参数对表面粗糙度的影响规律,并进行了表面粗糙度的预测,有较强的理论实践和现实意义。     

三维数字化铣刀成形面展成研究

对采用离散点数据表述的三维数字化铣刀成形面展成进行研究:根据共轭曲面原理,以三维数字化铣刀成形面的展成加工为例,通过仿真计算,获得了实际展成加工中的加工参数,以及实际展成加工的铣刀成形面。该研究完善了传统的解析展成加工理论,并可应用于实际的数字化铣刀的制造与加工工艺。     

浅谈顺铣与逆铣在铣削加工中的应用

在铣削加工中,采用顺铣还是逆铣方式是影响加工表面粗糙度及刀具切削寿命的重要因素之一.铣削方式的选择应视零件图样的加工要求,工件材料的性质、零件在加工中装夹的受力特点以及机床、刀具等条件综合考虑顺铣与逆铣在铣削加工中的应用.在现代加工技术中,各单位对于顺铣与逆铣的应用情况也不尽相同.因此需要掌握顺铣与逆铣的知识和在加工中的应用及切削力的分析.     

切削参数对东非黑黄檀木材铣削力的影响研究

东非黑黄檀是一种常用的红木家具材料 . 以雕铣东非黑黄檀的铣削力为研究对象,采用Box -Behnken响应面分析法设计实验, 研究了切削参数对铣削力的影响,并构建了铣削力的二阶响应回归模型. 试验结果表明:x和y方向的铣削分力,都随着模型中的轴向切深、径向切深、每转进给量的增大而增大.x方向分力随着主轴转速的升高而降低,y方向分力随着主轴转速的升高而升高. 构建的二阶响应模型对铣削分力预测得到的结果与实验结果基本一致,使用该二阶响应模型可以正确预测铣削分力的变化.     

高速铣削加工的数学模型建立和实验研究

在高速铣削机理研究中,铣削参数的应用实验研究是至关重要的.通过单因素和多因素实验,研究高速铣削参数对已加工工件表面粗糙度和表层残余应力的影响规律.实验表明,高速铣削能够获得较好的工件表面质量.     

微铣金属表面微沟槽结构的粗糙度及形貌分析

为了提高和改善微沟槽表面质量,设计了高速微铣削实验,研究了微沟槽底面表面粗糙度和侧壁残留毛刺的变化规律。从理论角度引入了已加工表面的形成机理,建立了微观表面粗糙度理论模型,提出了刀具跳动对侧壁形貌变化影响的规律。利用三轴联动精密微细铣削机床加工微细直沟槽,并选取主轴转速、轴向切深、进给速度、刀具跳动量和材料组织结构为研究因素。采用多因素正交实验和极差分析法,对表面粗糙度值进行数值分析。铝合金,钢和钛合金三类微沟槽底面对应的最佳表面粗糙度值变化范围分别为1.073~1.481 μm,0.485~0.883 μm,0.235~0.267 μm;无刀具跳动钛合金微沟槽壁毛刺的最大高度为7.637 μm,而当刀具存在0.3 μm的径向综合跳动量时对应的微槽壁毛刺的最大高度为21.79 μm。铣削参数对表面粗糙度值的影响按从大到小依次为进给速度、主轴转速、轴向切深,且随着进给速度和轴向切深的增大,表面粗糙度值增大;随着主轴转速的增大,表面粗糙度值先减小后增大;在相同加工条件下,若微圆弧刀刃无磨损,微刀具的跳动量对微直沟槽侧壁表面质量有较大影响。同时,不同金属材料特性也是影响微沟槽表面质量的潜在因素。