浅析改善圆周铣削表面粗糙度的措施

通过对影响圆周铣削表面粗糙度的零件结构、零件材料、铣削方式、切削用量等因素的分析,提出了改进圆周铣削加工表面粗糙度的一些方法,并结合零件的实际加工给出了通过改变加工参数改善零件表面粗糙度的措施。     

50 μm级D形硬质合金微铣刀铣削纯铜试验研究

针对折叠波导慢波结构的微型化和高精度要求,采用自研的μEM-200CDS2组合高精度加工机床,通过线电极电火花磨削技术,制备出直径为50 μm级的D形微铣刀。在纯铜工件上开展工艺试验,研究微槽的表面质量。使用白光干涉仪、超景深显微镜、扫描电镜等仪器来观察微槽的变化情况,获得了微槽表面形貌、粗糙度等随铣削距离的变化规律,并对微铣削过程中的表面质量变化及毛刺形成的现象进行了分析。结果表明,槽底刀具的旋转轨迹纹路先是集中在刀具切出方向,随着刀具磨损,转为刀具进给方向;微槽顺铣侧毛刺多于逆铣侧,并随着铣削距离的增加而增多;微槽槽底粗糙度以线性增长趋势不断上升。     

248nm KrF准分子激光精密加工Al2O3的实验研究

本文采用波长248nm的KrF准分子激光器，对Al2O3陶瓷片的精密加工进行了研究，探讨了各种工艺参数对加工质量的影响规律。同时研究了激光工艺参数对材料表面粗糙度的影响，并且对加工后工件的表面形貌进行了分析。     

高速铣削工件表面粗糙度遗传-BP神经网络建模

遗传算法作为一种高效,并行的全局搜索优化方法,非常适合用于BP神经网络学习率的优化。文中通过基于遗传算法和BP神经网络提出了遗传-BP神经网络。以实验1、实验2、实验5、实验6、实验9、实验11、实验13和实验15下的高速铣削试验数据构建用于高速铣削工件表面粗糙度建模的训练样本对,并用回归的高速铣削工件表面粗糙度预测模型对实验3和实验7状态中的高速铣削工件表面粗糙度进行预测。通过比较表面粗糙度预测结果和实际结果,发现遗传-BP神经网络在高速铣削工件表面粗糙度进行建模方面是一种十分有效的方法。     

汽车模具拐角加工的铣削参数分析

阐述各组试验表面粗糙度数据的极差分析，得出了平面及30°斜面上铣削参数对拐角表面粗糙度的影响规律，探讨影响因素，同时确定平面及30°斜面上环铣刀加工拐角的优选参数组合。     

基于热电偶法的高速铣削温度检测系统设计

介绍了基于热电偶法对高速铣削过程中切削温度采用接触式测量的计算机辅助测温系统。采用自然热电偶测量刀具-工件界面温度,采用标准热电偶检测工件表面和内部温度分布。为高速铣削加工中切削温度的测量提供一定的借鉴。     

高速铣削工件表面粗糙度蚁群-BP神经网络建模

由于蚁群算法具有很好的多样性、兼容性和正反馈,故十分适合用于BP神经网络学习率的优化,从而建立蚁群-BP神经网络。训练样本对是以实验1、实验3、实验5、实验7、实验9、实验11、实验13和实验15下的高速铣削试验数据组成的,并用高速铣削实验中的工件表面粗糙度来建模。使用创建的高速铣削工件表面粗糙度预测模型来对实验2和实验6状态中的高速铣削工件表面粗糙度进行预测,通过对比预测结果和试验结果,可发现蚁群-BP神经网络能够十分有效地对高速铣削工件表面粗糙度进行建模预测。     

车削加工硫化锌晶体工艺

随着硫化锌晶体光学元件在红外光学系统中的广泛应用,对其表面质量的要求越来越高,但由于该材料的脆性特点,很难获得高质量的表面粗糙度。为了获得高质量的硫化锌晶体表面,首先,介绍了基于单点金刚石车床的车削加工与飞切加工的技术原理,以及影响表面粗糙度的因素。然后,通过工艺实验,采用单一变量法,研究了不同参数的金刚石刀具和不同的加工参数对硫化锌平面元件的表面粗糙度的影响。采用显微镜和白光干涉仪对加工表面的质量进行了检测,并反馈了优化加工参数。最后,基于最优加工参数,采用两种加工方式均获得了表面粗糙度Sa为1 nm左右的高质量硫化锌平面光学元件。该研究结果对高质量硫化锌光学元件的研制提供了技术支持,具有广泛的工程应用价值。     

230"经编机压电贾卡梳栉的数控铣削变形工艺研究

针对230"经编机压电贾卡梳栉数控铣削加工误差产生的主要原因,分析了该类超长细薄零件数控铣削加工过程中涉及到的工艺路线、走刀策略、工件装夹及切削参数等对加工质量的影响,提出了减小贾卡梳栉的数控铣削加工变形,提高其加工精度和表面质量的工艺措施.实验结果表明,采用该文提出的贾卡梳栉铣削工艺,零件的加工精度及表面粗糙度均达到了使用要求.     

230″经编机压电贾卡梳栉的数控铣削变形工艺研究

针对230″经编机压电贾卡梳栉数控铣削加工误差产生的主要原因,分析了该类超长细薄零件数控铣削加工过程中涉及到的工艺路线、走刀策略、工件装夹及切削参数等对加工质量的影响,提出了减小贾卡梳栉的数控铣削加工变形,提高其加工精度和表面质量的工艺措施。实验结果表明,采用该文提出的贾卡梳栉铣削工艺,零件的加工精度及表面粗糙度均达到了使用要求。     

光学镜片精密车削表面粗糙度预测及参数优化

针对环曲面光学镜片加工难,对环曲面精密车削加工进行粗糙度预测及工艺参数优化研究。基于响应曲面法(RSM)采用慢刀伺服车削技术进行曲面加工,探讨了刀具圆弧半径、进给速度、背吃刀量、主轴转速及离散角对表面质量的影响,建立了以表面粗糙度为响应的多元回归数学模型,利用满意度函数法对模型进行优化求解,确定了最佳工艺条件:刀具圆弧半径0.89mm,进给速度5μm/r,背吃刀量5μm,主轴转速200.32r/min,离散角5.64°。通过该模型分析了因素对响应的交互作用及其对表面粗糙度影响力的大小:刀具圆弧半径影响最显著,进给量和背吃刀量次之。验证试验表明,通过响应曲面法建模能对环曲面镜片车削加工的表面粗糙度进行有效预测。     

镍基高温合金光束耦合纳秒激光铣削表面成型质量研究

激光铣削具有材料适应性广、激光能量密度可调控以及无机械力等特点，可用于难加工材料镍基高温合金的材料去除加工。本团队采用光束整形的多激光束耦合纳秒激光开展了DZ411镍基高温合金微铣削表面的工艺研究，分析了扫描次数N、扫描速度v、扫描间距s、脉冲频率f以及激光功率P等工艺参数对铣削表面形貌、表面粗糙度、铣削效率以及表面元素分布等的影响机制。结果表明：多光束耦合激光对材料的去除机制主要是汽化与重熔，在加工表面形成了凸起与凹坑等周期性多尺度特征；当N=10、v=100 mm/s、s=25μm、P=15 W、f=10 kHz时，面槽底部的粗糙度R_a最大(51.75μm)，铣削效率也达到最大值(1.87 mm³/min)；随着扫描间距s由15μm增大到35μm或激光功率P由5 W增大到15 W，铣削效率逐渐增大；激光铣削过程中材料发生了复杂的物理化学变化，加工表面的凸起结构中可能包含多种金属氧化物和金属间化合物。本研究工作可以拓展激光加工的工艺类型，为新型激光铣削参数优化提供工艺支撑。     

快速三维表面测量

表面粗糙度是影响工件表面功能特性的一个重要参数,在工业实践中日益显示出它的意义,因为它反映了加工方法与材料特性参数关系中的状态和影响.为了保证产品的竞争能力,有必要不断研究特殊的功能特性,随之对工件表面的显微测量的重要性也在增加.     

铜元素对FeCr合金激光熔覆层性能影响及铣削加工减振机理研究

针对大型离心式管线压缩机叶片激光熔覆修复层难加工问题,进行激光熔覆减振合金配方与修复层铣削加工一体化工艺理论研究。使用添加不同质量分数铜元素的Fe Cr合金粉料在KMN钢基体上制备激光熔覆修复层;通过扫描电镜、X射线衍射仪及能谱分析仪对修复层微观组织及物相组成进行观察分析;对修复层显微硬度进行测试;对修复层室温干摩擦情况下的耐磨性进行测试;采集修复层侧铣过程中的振动信号,分析铜元素质量分数对修复层铣削振动及表面粗糙度的影响。结果表明,铜元素的加入起到细化晶粒的作用,含铜修复层的硬度、耐磨性均优于不含铜元素的修复层;含铜修复层铣削振动有显著降低,有效避免了颤振出现。     

同步辐射加速器反射镜的加工与检测

用于同步辐射聚焦的金属反射镜,在形状和表面粗糙度方面必须满足很高的要求,为加工这种反射镜,采用单晶金刚石刀具高精密车铣加工.有的反射镜的几何尺寸超出车床的工作范围.这时,可用铣削加工使其轮廓近似理想的精度.反射镜几何形状的检测,用的是高精密坐标测量仪.     

不同工艺策略对机器人增减材复合制造316L不锈钢表面质量和力学性能影响的研究

针对激光定向能量沉积（LDED）成形零件尺寸精度低、表面粗糙度大的问题，采用机器人增减材复合制造平台，研究了不同工艺策略（先增材后减材成形及增减材交替成形）对增减材成形316L不锈钢试样表面质量和力学性能的影响，阐明了增减材交替工艺策略的层间作用对成形试样表面质量和力学性能的影响机理。对增材和减材工艺参数进行优化，确定优化后的参数为激光扫描间距2.5 mm、刀具主轴转速3600 r/min、刀具进给速度3 mm/s、铣削深度0.3 mm和铣削宽度3 mm，并采用该优化参数在不同工艺策略下成形了316L不锈钢试样。结果显示：先增材后减材和增减材交替成形试样的力学性能相当，增减材交替工艺策略可以实现内部结构复杂的316L不锈钢零件的成形，对零件成形性能没有消极影响。最后采用增减材交替工艺策略进行了阀门模具的制造，验证了增减材复合制造工艺的工业应用可行性。     

脉冲激光辅助切削氧化铝陶瓷工艺参数选取的研究

激光辅助加热切削是解决陶瓷类硬脆材料难加工问题的有效方法。为研究工艺参数的选取对脉冲激光辅助切削陶瓷加工效果的影响,建立了脉冲激光加热辅助切削Al2O3陶瓷传热模型,求解不同参数组合下工件温度场分布。根据Al2O3陶瓷温度在1000K以上时的软化层尺寸选取理论上合适的切削用量;采用激光参数和切削用量开展切削试验,统计试验切除率,检测加工表面粗糙度和表面形貌,探讨试验切除率与加工表面粗糙度之间的关系,结果发现采用温度场模拟获取的工艺参数能够获得较高的加工质量和切除效率。研究表明通过模拟温度场分布从而选取切削工艺参数,能有效保证脉冲激光辅助加热切削陶瓷类硬质脆性材料的工艺要求。     

微圆弧金刚石刀具车削锗单晶衍射元件

锗单晶衍射光学元件具有特有的色散和温度特性,在红外光学领域,具有广阔的应用前景。衍射元件必须同时满足光学镜面及相位转变点的要求,采用微圆弧金刚石单点车削是解决这一途径的主要方法之一,但采用微圆弧刀具加工时,要求同时满足粗糙度和相位突变点是加工衍射元件的难点,因此,研究微圆弧金刚石刀具车削锗单晶衍射元件具有重大意义。基于DEFORM 3D切削仿真软件,对金刚石刀具车削锗单晶材料进行了仿真分析,分析了切削参数、刀具参数对锗单晶材料粗糙度的影响,并依据仿真试验结果优选切削参数以及刀具参数进行试验,R0.1mm微圆弧刀具车削单晶材料粗糙度达到4 nm。     

信息时代数控铣削的刀具路径优化技术

在加工过程中,工艺员在编制数控加工程序时对刀具参数、铣削方式、刀具路径等了解不透,造成模具曲面加工质量不高,加工工时过长和刀具使用寿命降低。当参数和路径选择不当时,模具会曲面过切甚至报废。因此,如何对多准则数控铣削刀具路径进行优化有很重要的意义。文章详细地介绍了数控铣削刀具路径的优化步骤,并以加工模具曲面时数控铣削刀具路径的优化为实例进行了分析,对数控铣削刀具路径的优化研究具有一定的指导意义和参考价值。     

雷达精密深腔壳体零件数控加工动力学研究

为了确定合理的精密深腔薄壁零件铣削加工工艺参数，借助动力学仿真的数控加工工艺参数优化方法，通过建立铣削过程动力学系统实验模态分析测试平台，测试具体加工机床和不同长径比刀具的动力学特性，再应用“切削过程动力学仿真优化系统”获取特定机床不同刀具特性、不同加工阶段加工系统的切削稳定域和优化的切削参数。从而有效提高零件材料的去除效率，抑制细长刀具的切削颤振现象，较好地解决精密深腔薄壁壳体零件铣削加工时侧壁产生切削振纹的难题。