磨料水射流切割碳纤维复合材料的表面粗糙度试验

采用超高压磨料水射流技术对碳纤维复合材料进行切割试验,借助μscan激光共聚焦显微镜重构样品切口的三维表面,测得样品切口表面粗糙度;研究了扫描分辨率对表面粗糙度测量的影响,以及切割速度、样品厚度对样品切口表面粗糙度的影响规律。试验结果表明：扫描分辨率对表面粗糙度的测量无明显的影响;当切割深度较小（0~0.6 mm）时,即在切口入口处,表面粗糙度随切割深度的增大而减小,当切割深度较大（大于0.6 mm）时,表面粗糙度随切割深度的增大而增大;当样品厚度一定时,随着切割速度的增大,切口最大表面粗糙度在整体趋势上是增大的,而样品厚度的大小对表面粗糙度的影响并无明显的规律。     

磨料水射流切割石材加工表面质量的试验研究

文中对高压磨料水射流切割石材的加工表面质量进行了试验研究,分析了水射流压力、靶距、切割速度和磨料流量对加工表面质量的影响。结果表明:当水射流压力增大时,光滑区切割深度增大,而表面粗糙度先减小后增大;当靶距增加时,表面粗糙度增大,而切割光滑区切割深度减小;当切割速度增加时,表面粗糙度增大,而光滑区切割深度迅速减小;当磨料流量增加时,表面粗糙度减小,而切割表面的光滑区深度先增大后减小。     

MS-WEDM第三次切割工艺参数优化实验研究

研究MS-WEDM多次切割中第三次切割参数对表面质量和切割速度的影响规律,寻求最优参数组合,有利于提高多次切割的加工质量。单因素试验研究了第三次切割参数的脉宽,脉间,功放,丝速等参数对表面粗糙度和切割速度的影响规律,选取4水平4因素进行了正交试验,用综合评分法将表面粗糙度和切割速度的多目标优化问题转化为加权综合评分的单目标问题。结果表明:更优的加工方案为脉宽2μs,脉间5μs,功放1个,丝速3 m/s,并通过试验验证,其表面粗糙度为1.26μm,切割速度为84.86 mm2/min,加权综合评分为0.22。     

高速铣削工件表面粗糙度的预测

表面粗糙度是衡量工件表面质量的重要指标。采用正交试验方法,利用圆环面铣刀对模具钢NAK80进行了高速铣削试验,测量了不同工艺参数下的工件表面粗糙度。将试验结果与人工智能中的BP神经网络结合,建立了表面粗糙度预测模型,用于预测不同主轴转速、进给速度、切削深度、切削行距、刀具倾角时被加工工件的表面粗糙度,并通过MATLAB图形用户界面设计了表面粗糙度预测软件。结果表明,该预测模型及其封装后的软件可用于加工前工件表面粗糙度的预测。     

磨料水射流切割铝合金质量模型研究

通过理论研究,分析了磨料水射流去除材料机理及其影响因素。采用正交设计法,进行铝合金切割试验。以切割断面的表面粗糙度值为研究对象,对测得的试验数据进行极差分析。分析结果显示,射流压力、切割速度和磨料流量对切口表面粗糙度的影响较大;靶距和磨料粒子的尺寸对切口表面粗糙度的影响次之。用回归分析方法,建立了磨料水射流切割铝合金材料的表面粗糙度模型。通过试验验证,模型的误差在1.98%~5.14%之间。     

高低双速走丝电火花线切割工艺试验研究

阐述了高低双速走丝电火花线切割机的设计概念、实现方式和特点。通过一次高速走丝大能量切割、多次单向低速走丝切割并加大电极丝张力等措施,与高速走丝多次切割(中走丝)方式进行了对比试验。结果表明高低双速走丝的切割精度、腰鼓形均比中走丝切割方式有明显改善,而表面粗糙度值则略有提高。     

金刚石线锯横向超声振动切割SiC单晶表面 粗糙度预测*

把横向超声振动应用到金刚石线锯切割硬脆材料加工中,基于冲量原理分析了线锯横截面上不同位置处金刚石磨粒对工件的法向锯切力。应用压痕断裂力学理论,定量分析了在法向和切向载荷共同作用下磨粒下方中位/横向裂纹扩展的长度和深度。研究了振动磨粒在工件上间歇加载和卸载使横向裂纹优先扩展并抑制中位裂纹扩展的屏蔽效应。建立了横向振动线锯切割硬脆材料时线锯横截面不同位置处磨粒的材料去除模式模型,得到了横向振动线锯切割硬脆材料晶片表面粗糙度的预测公式。以SiC单晶为切割对象,进行普通线锯和横向超声振动线锯切割对比试验,测定线锯的锯切力和晶片表面粗糙度,并对表面形貌进行观察。结果表明,横向超声振动线锯切割SiC是以脆性去除为主塑性去除为辅的混合材料去除模式;同等试验条件下,超声振动线锯切割能使晶片表面粗糙度降低25.7%。表面粗糙度测试结果与理论预测具有较好的一致性。     

磨料水射流切割面粗糙度研究

该文对在磨料水射流切割过程中,切割速度和磨料质量流率两点进行讨论。磨料颗粒采用直径为80目的石榴石。测量切割不同深度的粗糙度。实验结果表明对切割表面影响最大的是切割速度。该文文同时也研究了切割面粗糙度和磨料水射流其他参数之间的关系。     

随动导丝及喷水机构大锥度高速电火花线切割研究

高速往复走丝电火花线切割机床大锥度（≥±5°）切割时,受到诸多因素的影响,尤其是电极丝采用导轮定位产生的结构误差的影响,加上切割时工作液不能很好地包裹住电极丝并随着电极丝沿倾斜方向进入加工区域,使其加工精度和表面粗糙度比直体切割时差很多,对于锥度零件的多次切割特别是大锥度零件的多次切割则显得更加困难,其根本原因是没有能够保持电极丝空间位置及稳定性的随动导丝器和喷水机构。为此,设计了一种随着电极丝倾斜能随动导丝并跟踪喷液的六连杆大锥度随动导丝及喷水机构。通过试验,在相同加工参数条件下,新型随动机构与现有机构相比,圆锥加工误差从80μm减小到40μm,表面粗糙度Ra从4.059μm减小至3.495μm,多次切割后加工精度可以达到25μm（锥度±20°,工件厚40mm）,表面粗糙度Ra达到1.670μm。     

基于正交试验的铣削参数对表面粗糙度影响研究

切削参数是影响零件加工表面粗糙度的重要因素,为了分析切削参数对表面粗糙度的影响,利用正交试验安排铣削试验,分析铣削速度、铣削深度、铣削宽度和进给量4个因素对表面粗糙度的影响规律。试验结果表明,进给量、铣削速度、铣削深度对表面粗糙度影响显著,各因素对加工表面粗糙度的影响从大到小依次为进给量﹥铣削速度﹥铣削深度﹥铣削宽度;通过多元线性回归分析得出表面粗糙度的经验公式,为切削参数优化和表面粗糙度预测提供理论依据。     

基于稳健性设计的磨料水射流参数优化

磨料水射流加工技术是非传统的加工技术,它依靠高压、高水速和高速砂粒磨料作用在工件上去除材料,而在磨料水射流切割加工过程中存在切割深度和表面粗糙度较难控制的问题。基于稳健性设计理论、变量分析和信噪比,利用L9正交试验,对磨料水射流的压力、磨料流量、靶距和磨料粒径等加工过程参数进行优化。分析了加工参数的影响优先级,得出了磨料水射流加工参数的最优值,建立了切割深度信噪比回归模型并通过检验证明模型可靠。稳健性设计前后结果对比表明,切割深度和表面粗糙度比优化前有明显提升,从而提升了磨料水射流的加工质量。在实际加工不锈钢304中验证了结果的可靠性和该方法的可行性,为磨料水射流加工技术的推广提供了指导。     

高速走丝电火花线切割机床多次切割的实现

分析了高速走丝电火花线切割机床多次切割的条件及进行稳定多次切割需采取的措施,通过对机床机械结构及控制系统功能的改进与完善,采用洗涤性能良好的复合工作液,成功研制出具有稳定多次切割功能的商品化机床。第一次切割最高效率已超过200mm2/min,第四次切割后在平均切割效率大于50mm2/min的条件下,表面粗糙度Ra<0.8μm。     

不同刀具倾角下切削参数对TC4表面形貌影响规律研究

针对TC4钛合金曲面零件在精加工时因刀具倾角变化而导致表面形貌质量不稳定的问题,通过在20°,30°,40°,50°四个不同的刀具倾角下进行铣削试验,研究和分析不同刀具倾角下切削速度和每齿进给量对表面粗糙度和表面形貌的影响。结果表明：刀具倾角在20°～50°时,以v_c=55m/min的切削速度加工可稳定获得较好的表面质量;除了β=30°的试件表面外,其他试件中个别切削参数组合的加工表面出现垂直于加工刀痕的振动波纹,切削速度较大或每齿进给量较大时更易产生表面振动波纹,且切削速度越大,表面振动波纹频率越高;在试验的刀具倾角范围内,表面粗糙度随着切削速度的增加有减小的趋势,各刀具倾角下的减小程度不同,但当刀具倾角较大时,由于刀具振动加剧,加工表面质量反而下降,表面粗糙度值随着切削速度的增加而增大。     

薄镍板上Meso尺度结构的电火花线切割

研究了利用常规电火花线切割技术加工薄镍板微小结构的方法.利用慢走丝电火花线切割加工机床对厚度为0.6 mm镍板上的Meso尺度结构进行了加工试验.以机床现有的工艺条件对零件进行试切割,对试切割后的尺寸精度和表面质量进行测量分析,在此基础上通过对放电能量、冲液压力、切割速度等机床参数的调整改进加工工艺.探讨了在200 μm缝宽范围内进行多次切割的方法,并对切割次数进行合理优化、合并.试验结果表明:慢走丝线切割加工对小于机床设定厚度的薄板Meso尺度结构仍可进行稳定加工;通过多次切割的方法可提高表面质量.在200μm窄缝范围内进行5次常规切割,加工后的表面粗糙度值Ra为0.54 μm;在保证表面质量的前提下,将5次切割合并为3次切割,加工后的表面粗糙度值Ra为0.62 μm,加工时间缩短了30％左右.该技术可为电火花线切割加工其他材料薄板微小零件提供支持与参考.     

铣削加工对表面粗糙度的影响研究

采用单因素试验和正交试验对铣削加工参数的设定进行表面粗糙度研究,分析了单一铣削参数对表面粗糙度的影响规律,结果表明:在一定铣削参数范围内,铣削深度越小表面粗糙度值越大,表面粗糙度随着铣削深度的增加而降低。通过正交实验的极差分析得出影响表面粗糙度的主次影响顺序:铣削深度影响最为显著、主轴转速次之、每齿进给量较次之和径向切宽影响最小。通过minitab统计学软件,分析了两参数因素之间的交互作用对表面粗糙度的影响,其中主轴转速和铣削深度的相互作用对表面粗糙度的影响较大。在低速铣削范围内,得出高转速、大的切深和小的每齿进给量对提高表面粗糙度非常有利。     

聚晶金刚石复合片的电火花线切割精密加工试验

为了提高聚晶金刚石(PCD)刀具的生产效率,改进加工表面质量并减少刃磨余量,利用慢走丝电火花线切割机床(WEDM)对PCD复合片进行了加工工艺试验.对PCD复合片进行了5次切割,并分别测量了每次加工后的表面粗糙度、富钴界面层凹槽深度及宽度和PCD层刃口加工质量.试验结果表明:PCD复合片经慢走丝线切割多次加工,能够得到较好的表面质量,在众多影响因素中金刚石颗粒大小对加工质量影响较大;其中CTH025型号和CTB010型号的最终表面粗糙度分别为Ra=0.85 μm和Ra=0.57 μm,富钴界面层凹槽的深度分别为16.3 μm和5.7 μm,刃口处切口缺陷的尺寸也与金刚石颗粒的尺寸相当.经WEDM加工后的PCD复合片的刃磨余量可控制在4～15 μm左右.     

高压磨料水射流切割效率与表面粗糙度的试验研究

磨料水射流切割技术应用的关键是正确选取工艺参数。因工艺参数较多且各参数与切割效率和表面粗糙度之间存在着复杂的非线性关系,给合理参数的选取带来困难。为探求主要工艺参数水压力、磨料流量、进给速度和靶距与切割效率及表面粗糙度的内在联系,对水射流切割铝合金和不锈钢进行了试验研究,研究结果为水射流切割工艺参数的选取提供一定参考依据。     

电火花线切割加工工艺参数研究

电火花线切割加工的表面粗糙度是衡量加工质量的重要指标之一.在加工过程中,表面粗糙度会受到放电电流的影响,其中包括放电电流能量、电流脉冲宽度以及电流极性的影响.通过在快走丝线切割加工机床上进行多次加工实验,本文研究分析了放电电流对线切割加工表面粗糙度的影响规律.     

硬车削滚动轴承套圈的试验研究

针对滚动轴承套圈硬车削加工过程中表面质量存在的问题,对硬车削过程中切削用量和刀具参数对表面粗糙度的影响进行了研究,采用CBN刀具进行了6205滚动轴承套圈的硬车削加工试验,将进给量、切削速度、切削深度和刀尖圆弧半径作为试验因子,通过正交试验分析了它们对零件加工后表面粗糙度的影响规律,并归纳出了该试验范围内的最佳切削用量和刀具参数组合。研究结果表明,进给量对表面粗糙度的影响最大,刀尖圆弧半径对表面粗糙度的影响次之,切削速度对表面粗糙度的有一定影响,切削深度对表面粗糙度的影响非常小。     

基于RSM的SiC单晶片表面粗糙度预测及参数优化

通过响应面分析法(RSM)对超声振动辅助金刚石线锯切割SiC单晶体的工艺参数进行分析和优化。采用中心组合设计实验,考察线锯速度、工件进给速度、工件转速和超声波振幅这4个因素对SiC单晶片表面粗糙度值的影响,建立了SiC单晶片表面粗糙度的响应模型,进行响应面分析,采用满意度函数(DFM)确定了切割SiC单晶体的最佳工艺参数,验证试验表明该模型能实现相应的硬脆材料切割过程的表面粗糙度预测。