超声振动精密切削振幅对工件尺寸误差的影响

精密超声振动切削是将一定振幅的高频振动添加到刀具的运动过程中的一种加工方式,具有切削力小,加工精度高,加工表面质量好等特点。采用动力学分析方法利用二自由度的振动切削工件-刀具系统模型,并借鉴普通切削中对切削力的分析方法,首次从理论上实现了对振动切削中刀具振幅对工件变形影响的研究,并采用数值模拟的方法给出它的变化规律:在精密振动切削使用的振幅范围内,刀具振幅的变大会使工件的净位移减小、进而使工件的尺寸误差减小。同时,给出了不同刀具前角、切削速度和切削深度条件下,工件尺寸误差随振幅变化的规律。     

碳化钨刀具对Inconel 718合金的高速切削实验研究

利用碳化钨硬质合金刀具对Inconel 718合金进行高速切削,研究单位切削力、工件表面粗糙度、加工表面微观结构和刀具磨损在切削过程中随加工参数的变化,以寻找最佳切削条件,提出适当切削方法克服Inconel 718合金的加工障碍。同时,利用碳化钨刀具替代昂贵的PCD或CBN刀具进行切削,也为高速切削Inconel 718合金提供了较为经济的方案。     

基于转子动力学的车削振动模型的研究

利用转子动力学对车削过程中的工件振动进行分析,通过建立工件的能量方程利用拉格朗日方程建立起振动方程,其中考虑切削过程中工件品质的变化和刚度效应。方程同时包含了切削过程中的各种参数,如切削深度、工件转速和刀具进给量。     

微切削加工的切屑变形及切削力

本文从分析微切削加工表面的形成机理入手,在考虑刀具钝圆半径存在的条件下,分析了切削表面的形成过程和微切削加工中切削变形系数,在理论上阐明了微切削加工中的切屑变形及切削力情况。在进一步实验的基础上,探明了微切削加工中,切削速度、进给量、切削深度、刀具材料及工件材料等影响切屑变形及切削力的因素。得出了微切削加工中的切屑变形系数要大于常规切削加工的切屑变形系数,减小刀具钝圆半径会减小刀具后刀面与工件的接触长度,并且会减小切削刃以下部分金属的变形,有利于获得高质量的加工表面的结论。     

计算机模拟设计的新型镗杆——阻尼镗杆

在切削加工过程中 ,若工艺系统发生振动 ,加工中的正常运动会受到干扰 ,机床、工件、刀具间的正确位置关系被破坏 ,会使加工表面出现振纹、表面波度 ,恶化加工表面质量 ,降低刀具的耐用度甚至缩短机床寿命。为了解决切削振动问题 ,日本三菱公司推出一种新产品———阻尼镗杆。阻尼镗杆的设计改变了原有减振消振方法 ,应用计算机模拟方法设计的镗杆减小了镗头质量 ,采用了特殊结构。阻尼镗杆具有良好的阻尼作用 ,使振动很快衰减消除 ,可保证良好的加工表面质量。　　 1　阻尼镗杆的结构特点阻尼镗杆采用由计算机模拟分析设计出的高刚性镗杆加…     

光学玻璃超精密切削加工裂纹的离散元仿真研究

通过力学性能的数值模拟实验及校准,建立了光学玻璃的离散元模型和超精密切削加工的模型,并对其微切削过程进行了模拟;分析了在不同刀具前角、切削深度及切削速度加工条件下对加工后表面裂纹形成的影响。结果表明:加工表面的裂纹数目和裂纹最大深度随切削深度的增大而增大,而随刀具前角的增大而减小;加工表面的裂纹数目随切削速度的增大而减小,裂纹最大深度随切削速度的增大而增大。     

基于电流变材料的车削切断颤振抑制研究

应用电流变材料的特殊性能——对电信号的快速响应能力和连续可变的阻尼，研制了一种智能切削颤振抑制结构(刀座刚度可变部分)，并将其附加在车床刀架上，建立了机床车副颤振实时监控系统，实现了机床车削切断过程的颤振抑制。实验结果表明，利用电流变材料智能切削颤振抑制结构可以对机床车削振动进行有效控制，刀具的振动幅值减小50％以上，且工件表面的加工质量有较大提高。     

切削Inconel718表面粗糙度的试验研究

利用涂层硬质合金刀具对Inconel 718进行了高速切削试验,对不同切削参数下刀具的切削用量及刀具磨损对工件表面粗糙度的影响进行了研究。分析结果表明进给量对已加工表面的粗糙度影响最大,切削深度次之,切削速度最小;刀具进入正常磨损阶段后,表面粗糙度减小,处于最佳的切削状态。     

工具钢在超声波振动条件下的切削研究

运用超声波振动驱动PCD刀具对Stavax工具钢进行切削试验,并对比研究普通切削和超声波振动切削的加工工件表面粗糙度和刀具磨损试验结果,获得超声波振动切削时工件表面粗糙度、刀具磨损与加工参数之间的变化规律.     

SiCp/Al复合材料超声振动切削加工表面质量试验研究

对超声振动切削颗粒增强金属基复合材料SiCp／Al的表面物理机械性能主要是表面残余应力进行了试验研究．并与普通切削进行了时比分析。试验结果表明：超声振动切削表面产生残余压应力，能够提高工件的抗疲劳强度。超声振动切削SiCp／Al材料已加工表面残余应力大于普通切削该材料的表面残余应力，超声振动切削下表面残余应力随着切削速度的增大，残余压应力减小，但残余应力随切削深度的变化不大。     

车削加工工业纯钛(TA2)表面粗糙度研究

对工业纯钛(TA2)进行车削加工正交切削试验,分析切削用量和表面粗糙度的关系。极差分析表明:切削用量中进给量对表面粗糙度影响最大,其次是切削速度,切削深度影响最小;表面粗糙度随着进给量的增加呈线性增大,随切削深度的增加而逐渐增大;加工TA2过程中,随着切削速度的增加,表面粗糙度值整体呈减小的趋势。由于切屑形态的变化造成切削过程不平稳,引起刀具振动,导致表面粗糙度值产生波动。     

高速切削温度动态变化规律的数值模拟

切削温度与刀具磨损、工件加工表面完整性及加工精度密切相关,其变化规律反映出高速切削过程本质的重要方面。本文应用数值模拟,对高速切削加工过程中切屑、工件和刀具三方面的温度随切削速度、进给量、切削深度的动态变化进行了研究,探讨了其变化规律,其结论有助于优化高速切削工艺及建立高速切削数据库。     

钛合金TC11车削中已加工表面质量试验研究

为了研究车削钛合金TC11时切削速度和刀具磨损对已加工表面质量的影响,选用涂层硬质合金刀片CNMG120408在不同切削条件下进行车削试验,分析后刀面磨损量随切削时间的变化规律;对比磨损刀具与新刀具切削的工件表面,观察表面粗糙度、表面形貌、显微硬度以及表层微观组织情况,分析切削速度和刀具磨损对已加工表面质量的影响规律。试验结果表明:在刀具磨损初期,即新刀具切削时,切削速度从60m/min增加到100m/min,刀具磨损程度增大,表面粗糙度值降低,硬化层深度减小,加工硬化程度略微增大,表面塑性变形层深度减小;在刀具磨损终期,不同切削速度下的表面粗糙度增大,表面形貌变差,硬化层深度和加工硬化程度增加,表面变形程度增大,塑性变形层深度增加。     

正交车铣细长轴的切削稳定性研究

为解决传统车削细长轴类工件时易出现振动、变形、加工质量不易控制等难题,应用正交车铣加工技术,由于其独特的切削运动,使其成为了细长轴等弱刚度工件切削加工的良好解决方案。建立了考虑刀具-刀柄-主轴结合面的电主轴以及不同装夹下的工件的有限元模型,并对其进行了频率响应分析。运用半功率点法对动力学参数拾取并进行计算,对不同装夹方式以及切削参数下的极限切削深度进行了分析。以车铣切削振动系统传递函数为基础,建立了正交车铣细长轴的切削深度计算模型。研究表明,正交车铣细长轴的极限切削深度随进给量的增大而减小,随铣刀半径的增大而增大,为实现细长轴类工件的车铣加工应用打下理论基础。     

切削中工件表面晶格歪扭层深度预测模型与应用

通过实验分析切削工艺参数对工件加工表面晶格歪扭深度的影响表明 ,切削速度V、刀具前角γ、刀具后角α以及切削次数是影响工件加工表面晶格歪扭层深度的主要因素。提出将人工智能理论中的遗传算法和BP算法相结合的模型 ,并用于在线预测切削加工中工件表面的晶格歪扭层深度     

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。     

纳米切削多晶铜的分子动力学仿真研究

采用Voronoi方法建立了多晶铜切削模型,基于分子动力学方法实现了多晶铜纳米切削加工的二维分子动力学仿真。分别选用EAM势函数和Morse势函数来计算工件原子间以及工件原子和刀具原子间的相互作用。对切削过程和切削力的变化进行了分析,发现晶界会阻止位错向晶粒内部传播,在已加工区域表面,前一晶粒中的原子会随刀具运动到下一晶粒中形成晶界,切削过程中切削力随时间波动剧烈,并在晶界处会出现瞬时的峰值。     

动力卡盘加工过程的切削稳定性试验

为了分析动力卡盘系统的动力学特性及其对加工工件表面粗糙度的影响,搭建了动力卡盘系统的动力学特性测试系统,在综合分析转速和切削深度的基础上设计了24组试验,测量了加工过程中的切削力、切削振动信号和24组工件的表面粗糙度。结果表明:切削层厚度的变化会引起切削力的显著变化;刀具的前两阶模态对加工过程的切削稳定性影响最大;高效精密切削时应优先选择提高转速,其次是加大切深。     

切削润滑液对车削噪声及表面质量的影响

在切削加工中， 使用切削液润滑，可减小刀具与工件面之间的摩擦，从而减小振动，减小切削噪声。配制适当的切削液，可使切削过程中的噪声降到机床本底噪声以下，工件表面质量也有明显提高。     

CVD金刚石涂层刀具高效铣削天然理石的切削特性实验研究

为研究天然理石切削过程中刀具切削力与切削质量变化特性,利用CVD金刚石薄膜涂层刀具和未涂层硬质合金刀具进行高效铣削实验。基于刀具-工件几何接触关系,推导铣削力数学模型,分析不同类型刀具切削力、工件表面粗糙度随切削参数和切削时间变化特性。研究表明:金刚石涂层刀具切削力明显小于未涂层硬质合金刀具,2种类型刀具的切削力随切削参数的变化特征基本相同;随着切削时间的增加,刀具切削力变化分为4个阶段:初始磨合阶段、稳定阶段、过渡阶段和刀具磨损加剧阶段。金刚石涂层刀具切削磨合期和稳定期持续时间为未涂层刀具的3.5倍,切削力和工件表面粗糙度变化比较平稳;未涂层刀具切削平稳期持续时间很短,切削力增长趋势明显,且在切削力增长后期工件表面粗糙度达到2.5μm。