四刃平头铣刀铣削Ti-6Al-4V钛合金参数优化设计及实验研究

为解决四刃平头铣刀铣削钛合金材料时切削力大、切削温度高等问题,利用AdvantEdge FEM仿真软件对四刃平头铣刀进行铣削仿真分析,从刀具应力分布、切屑形貌的方向优化刀具参数,将最佳刀具参数应用于切削参数仿真中,获得铣削Ti-6Al-4V材料的最佳切削参数,并利用试验进行验证。研究表明：基于刀具应力分布以及切屑卷曲状态获得了最优刀具参数;通过不同切削参数的铣削仿真试验获得了最小切削力参数以及最低切削温度参数,并通过试验验证了仿真有效性,为高效铣削Ti-6Al-4V材料提供有价值的理论参考。     

合金铸铁的高速铣削试验研究

采用硬质合金刀具对合金铸铁进行高速铣削试验,分析不同切削参数（主轴转速、轴向切深、进给量）对铣削力的影响,提出有利于刀具寿命的铣削参数,并根据试验条件,找出硬质合金刀具切削合金铸铁的最高切削速度.     

高速面铣加工的动态铣削力和刀具振动研究

基于力学式切削力预测方法建立了面铣刀动态铣削模型,该模型充分考虑切削厚度、刀具前角和刀具后刀面磨损对铣削力的影响.在Matlab/Simulink环境下,进行了动态铣削力和刀具振动仿真及其频谱分析,并根据仿真结果对转速、齿数、刀具磨损量等影响因素进行了分析验证,该模型有利于揭示各切削参数对动态铣削力和刀具振动的影响规律,从而为实现切削加工参数优化提供理论支持.     

钛合金高速旋转超声椭圆振动侧铣削切屑特征和刀具磨损研究

难加工材料钛合金在采用传统铣削方式时,随着切削速度的增加,切削力和切削温度都迅速增加,使得切削条件恶化并加速刀具磨损,从而导致刀具过早失效。将超声椭圆振动加工技术引入到高速铣削中,进行了钛合金高速旋转超声椭圆振动侧铣削试验。从切屑特征以及刀具后刀面磨损两个方面研究了高速超声椭圆振动铣削参数匹配对钛合金加工的影响。首先基于高速超声椭圆振动铣削过程中刀具-工件的运动学特点推导出高速超声椭圆振动铣削加工参数与振动参数间的匹配关系,然后利用本实验室自行研制的超声椭圆振动铣削装置进行了不同参数匹配关系下的验证性切削试验。试验结果表明：合理的参数匹配使得超声椭圆振动铣削在高速条件下依然能够实现分离型断续切削加工。相比普通铣削加工,分离型的高速超声椭圆振动铣削能够获得更加微细的切屑,切削热能够被及时地带走;良好的切削条件使得刀具的后刀面磨损均匀而缓慢,从而延长刀具的使用寿命;高速超声椭圆振动铣削能够有效地提高生产效率。     

刀具几何参数对高速铣削SiCp/Al复合材料温度的影响研究

研究了PCD刀具高速铣削铝基复合材料时刀具几何参数对切削温度的影响。利用A baqus软件,对PCD刀具高速铣削SiCp/Al复合材料薄壁件进行仿真模拟。刀具回转直径为10 mm,切削线速度为300 m/min,改变刀具的前角和后角仿真出铣削时刀具和工件的温度场。通过对比数据,得出刀具角度变化对切削温度的影响规律,从而为实际加工时刀具几何参数的选择提供依据。     

基于正交试验法的TC4钛合金铣削参数优化

为研究高速铣削加工中既有较低的刀具磨损量、又有较高的切削效率的切削参数,按照L9(34)正交表,选取了铣削参数每齿进给、切深、切宽、转速四个因素,每个因素取3个水平进行试验,获得了不同切削参数下的刀具磨损数据。通过直接分析和极差分析最终得到了优化的铣削参数。     

钛合金高速铣削刀具磨损的试验研究

通过高速铣削钛合金TC4的切削试验,讨论了切削参数、刀具材料等对刀具磨损的影响。     

TC11钛合金插铣工艺切削参数选择方法研究

为了优化TC11钛合金插铣加工的切削参数,采用三因素四水平正交实验法进行了插铣实验,建立了插铣过程中切削力和切削温度的经验公式,分析了插铣参数对切削力及切削参数的影响规律。基于此规律以及刀具许用挠度,提出了铣削速度、每齿进给量和铣削深度的选择方法。结果表明:铣削深度对切削力影响最大,而铣削速度对切削温度影响最大;插铣参数选取原则是在刀具材料允许下取较大铣削速度,适中的每齿进给量,最后根据刀具挠度选择合适的铣削深度。最后在根据此原则选择的插铣切削参数条件下,材料切除率达到了25.1 cm3/min。     

基于切削参数与刀具磨损的铣削振动影响因素研究

为了研究切削加工过程中工艺因素对切削振动的影响,采用正交试验进行不同工艺条件下的铣削试验,采集振动信号并提取信号均方根值,通过方差分析等方法研究铣削参数和刀具磨损对铣削振动的影响规律,结果表明:增大铣削速度和进给量在一定程度上可降低铣削振动,铣削深度和刀具磨损增大会使铣削振动加强;试验因素对铣削振动的影响依次为刀具磨损铣削深度切削速度进给量,其中,刀具磨损与切削深度对铣削振动影响显著。     

高速铣削刀具磨损研究进展

介绍高速切削的特点、应用现状和加工时刀具遇到的问题,针对刀具磨损机理(刀具材料、切削参数、冷却方式、铣削方式)和刀具磨损监测等方面,综述了近几年高速铣削难加工材料时刀具磨损的研究进展,并对其发展趋势进行了讨论。     

自由曲面数控加工刀具的研究

对自由曲面数控加工中的刀具进行了较深入的研究。从刀具有效半径和切削速度的角度,对平头立铣刀在五坐标自由曲面加工中的加工效率与切削性能进行了分析。提出了球头刀和平头刀的刀位计算方法,并对叶片曲面的刀具轨迹进行了仿真模拟。     

自由曲面数控加工用刀具

从刀具有效半径和切削速度的角度,分析比较了球头立铣刀在三坐标和平头立铣刀在五坐标自由曲面加工中的加工效率与切削性能,提出了球头立铣刀和平头立铣刀的优化刀具尺寸,并对叶片曲面的刀具轨迹进行了仿真模拟。     

球形铣刀前角对切削性能的影响

通过对不同刃形的球形铣刀几何参数的分析、测算 ,进行了切削试验研究、切削力和粗造度测定。对比试验结果 ,得到球铣刀切削刃前角参数对其切削性能影响的重要数据 ,其结论对提高球形铣刀的加工精度有着十分重要的意义。     

Cutting Force Model for a Small-diameter Helical Milling Cutter

In the milling process, the major flank wear land area (two-dimensional measurement for the wear) of a small-diameter milling cutter, as wear standard, can reflect actual changes of the wear land of the cutter. By analyzing the wearing characteristics of the cutter, a cutting force model based on the major flank wear land area is established. Characteristic parameters such as pressure parameter and friction parameter are calculated by substituting tested data into their corresponding equations. The cutting force model for the helical milling cutter is validated by experiments. The computational and experimental results show that the cutting force model is almost consistent with the actual cutting conditions. Thus, the cutting force model established in the research can provide a theoretical foundation for monitoring the condition of a milling process that uses a small-diameter helical milling cutter.     

数控铣削仿真系统中刀具几何体生成算法

针对球头铣刀给出了用于三轴数控铣削仿真系统的一种快速、精确的刀具扫描体生成算法；基于数控仿真技术的曲线建模方法，给出了数控切削物理仿真所需的关键几何因素－－刀具切削刃的几何表达式。     

虚拟数控加工中球头立铣刀三维显示技术研究

在现有的数控仿真软件中,球头铣刀常被简化为圆柱体,虽然能够模拟加工路线,验证NC代码的正确性,但模型的几何信息不能被瞬时提取,也不能被物理仿真所利用。针对上述缺点,建立了球头立铣刀螺旋线方程,利用VC++和OpenGL建立了支持参数库的球头立铣刀几何模型。     

虚拟制造中基于刀具磨损的复杂曲面加工误差补偿

基于数控铣削加工仿真系统,研究了在虚拟制造环境下对球头铣刀磨损引起的曲面加工误差的预测与补偿。建立了与加工参数相关的球头铣刀磨损模型,用于预测球头铣刀切削刃的磨损量,提出了球头铣刀铣削加工误差的补偿方法,并通过实验验证了该方法的有效性。     

长悬臂铣刀铣削颤振的分析与抑制

长悬臂铣削颤振一直是机械加工工艺难点问题,国内外专家学者长期不懈地对此问题进行了研究,并取得了一定的成果。数控刀具的快速发展为解决此类问题提供了常规方式,比如减振刀杆,但这只是其中的一个方法,并不能保证颤振完全消失。本文对颤振机理、铣削过程进行了分析研究,通过对刀具几何角度的选择和走刀路径的优化,来达到更多地抑制长悬臂铣削颤振的目标,为解决长悬臂铣削颤振问题提供了有效方法。     

基于Pro/E轴类零件数控车铣加工二次开发的研究

由于Pro/ENC程序设计环节操作复杂,主要研究了利用Access建立刀具数据库和加工参数数据库,在Pro/ENC模块下对轴类零件车铣加工。对轴类零件进行工艺分析,利用Pro/ENC模块车铣加工时调用刀具数据库和加工参数数据库,可以模拟刀具加工过程及NC检测;通过后置处理生成后置处理程序,实现轴类零件数控车铣加工自动编程。     

A Precision Tool Model for Concave Cone-End Milling Cutters

The paper presents a comprehensive manufacturing model that can be used to produce a concave cone-end milling (CCEM) cutter on a two-axis NC machine. A CCEM cutter possesses many distinct features that are superior in many cases to the traditional flat-end milling cutter for producing parts with multiple sculptured surfaces. Based upon the given design parameters and criteria, the equation of the helical flute groove and the curve of the cutting edge at the end of the helical flute are derived and presented. By using an inverse problem-solving technique, the sectional profile of the grinding wheel, the tool compensation for machining, and the feedrate of both NC axes are consequently obtained. The design results are compared with the measured data obtained from the NC produced CCEM cutter. The satisfactory comparative verification indicates that the tool design and manufacturing model presented in this paper is theoretically sound and it can be automated easily. The proposed method is widely applicable for the mass production of various high-efficiency milling cutters.