切削加工钛合金的切削参数优化研究

钛合金材料因其具有强度高、耐腐蚀性好、耐热高等特点被广泛用于航空航天、舰船、民用工业等各个领域。而钛合金是典型的难加工材料,切削钛合金的加工效率和质量较低。本文选用了不同种牌号的硬质合金刀具,进行了切削加工TC4钛合金刀具磨损及耐用度试验。基于切削加工钛合金的刀具磨损及耐用度试验结果分析,确定了切削速度、切削深度和每齿进给量等切削参数作为设计变量,建立了以切削加工钛合金最大金属去除率为优化目标函数,依据实际加工条件设计了相应的约束条件,最终建立了切削参数优化数学模型。     

结构件数控编程切削参数优化

针对结构件数控编程的切削参数选择和优化问题,首先以经验公式为基础,考虑加工中机床和刀具约束条件,建立以进给量和切速为变量的多目标优化模型并利用遗传算法优化;而后应用Labview虚拟仪器技术,开发了结构件切削加工状态远程监测系统,实现了切削参数的采集、显示、存储及远程传输.通过实例验证了方法的可行性.     

基于金豺狼优化算法的数控切削参数优化

为提高加工效率、降低生产成本，提出了基于金豺狼优化算法(GJO)的数控切削参数优化新方法。以切削速度和进给量为待优化切削参数，施加功率、切削力、进给量、粗糙度等约束，建立以最大生产率及最低生产成本为目标的优化数学模型。介绍了GJO算法主要原理，给出了方法流程。以复杂曲面且微小滚齿加工为实例，利用GJO对切削参数优化数学模型进行求解，得到最优切削速度和进给量。结果表明：与其余3种方法相比，所提方法的滚齿加工总工时缩短约8%～29%、表面粗糙度降低约0.04μm～0.15μm,加工质量和效率均得到提升。     

金属车削加工中切削参数的优化设计

通过对金属车削加工中切削参数建立数学模型,进行优化设计,实现以最低加工费用达到最高生产率的目的。这种计算方法,如果配之以数控自动加工机床,接最佳切削参数加工零件,其效果将更加明显。     

高效数控加工切削参数优化技术

数控加工切削参数的合理选择对高效数控切削加工技术的实现至关重要,数控切削加工工艺参数的优化有利于数控加工技术水平及效率的提高。本文针对300M钢在的正交实验结果进行切削参数分析,建立飞机起落架的切削参数优化模型,具有较高的推广价值。     

基于刀具磨损的车削参数优化实验

切削参数的优化技术研究一直是机械制造领域关注的焦点。面向车削加工,研究了基于最佳切削温度下切削参数的确定方法。通过车削加工试验,经数据分析、处理得到切削温度的方程.通过构建的单位切削面积刀具的相对磨损值与切削温度的关系确定最佳切削温度,建立了切削用量的优化模型,也分析了最佳切削温度时刀具的磨损机理。通过研究,为车削参数的优化探索了新途径,同时也为实用化切削数据库的构建提供了依据。     

数控加工环境下优化型切削数据库的开发

针对数控加工缺乏合理的优化型切削参数的问题,建立了优化型切削数据库.通过对数据库中离散数据进行非线性插值,使其更好的适应数控加工的环境需要.此外,将切削加工过程中的优化型参数存储到数据库,方便技术人员查阅参考,从而实现对优化后切削参数的有效管理,该成果已在一些企业得到应用.     

面向加工特征的刀具和切削参数计算机辅助选择系统

切削刀具制造商面临围绕大量工件材料和加工特征为客户提供合理刀具和切削参数的现状,切削工艺规划的核心步骤也是刀具和切削参数的确定。确定刀具和切削参数一般多从零件材料角度出发,可能导致工件与刀具不匹配。文中提出面向加工特征的刀具和切削参数计算机辅助选择系统的开发。系统包括车削特征、铣削特征、钻削和镗削加工特征,系统利用特征图形作为用户交互式接口,采用关系数据库结合数据驱动和规则推理逻辑来选择刀具和切削参数,利用数学模型计算过程参数包括单工步加工工时、切削功率、最大粗糙度等,并辅助制定工序。以车刀和车削参数选择为例,介绍该系统的实现方法。该系统可以辅助设计师及工艺人员选择合理的刀具和切削参数。     

复合形法在切削参数优化中的应用

切削参数的优化选取对劳动生产率、加工成本、加工精度等起着重要的作用。通过对切削加工理论的研究,建立了最大生产率、最低成本和最大利润率单目标切削参数优化数学模型;阐述了优化切削参数的约束条件。基于复合形法,详细的对车削中单工序切削参数优化展开讨论,给出了切削参数优化实例。     

切削参数多目标优化设计

通过对切削加工理论的研究，建立了相应单目标优化数学模型。根据所得单目标数学模型，建立多目标综合优化数学模型，采用复合形优化方法，在约束限制可行域内搜索满足目标函数的最优切削参数。     

高速镗削扩径头模块定位销孔的工艺实现

从零件加工的工艺要点进行分析,论述在具备高速切削能力的立式加工中心上,用具有高硬度、高热硬性和化学稳定性的PCBN刀具,采用高速镗削的工艺方法加工定位销孔。该方法满足零件高的尺寸精度、形状精度和表面质量的要求,提高了生产效率。     

不同涂层刀具切削淬硬H13钢加工性能研究

为了研究不同涂层刀具切削淬硬H13钢的切削性能,进行了多层Ti化合物涂层、TiAlN涂层以及MTTiCN厚Al_2O_3TiN涂层材料刀具车削加工淬硬H13钢试验,分析了不同的涂层材料刀具与切削力、切削温度、涂层刀具磨损以及刀具寿命的关系。研究得出:多层Ti化合物涂层刀具受到三个方向的力都大于其它两种涂层的刀具,而且切削温度最高;用TiAlN涂层刀具切削时温度最低;切削过程中三种刀具后刀面磨损程度不同,发现多层Ti化合物涂层刀具磨损最为严重,寿命最短;MT-TiCN厚Al_2O_3Ti N涂层材料刀具比多层Ti化合物涂层刀具寿命长30%;TiAlN涂层刀具的切削寿命最长比多层Ti化合物涂层刀具寿命长45%。     

[绿色制造工艺和系统]基于切削比能的高速干切工艺刀具温升调控方法

高速干切中,较高的切削速度和切削液的缺失使得切削热短时间内在刀具上大量聚集,造成刀具磨损并影响使用寿命,解决该问题的有效手段是控制刀具温度升高。通过分析高速干切削加工过程中切削热在刀具中的传递与作用特性,基于切削比能和切屑几何形貌建立高速干切刀具的温升模型,在此基础上以温升最小为目标,以切削速度、进给量、刀具主偏角为变量,提出一种刀具温度调控方法,并结合高速干式车削加工案例进行应用与验证分析。     

智能刀具研究综述

智能刀具根据加工中具体用途的不同,可实现对切削状态在线监测、数据处理、切削过程优化控制等功能,通过智能刀具的使用可改善加工过程,提高加工质量与效率,到目前为止学者们对于智能刀具的研究已取得大量研究成果。对智能刀具切削状态监测和切削过程控制两个方面的研究进展进行论述,梳理了学者们应用智能刀具对切削力、切削温度、刀具振动进行监测与控制的研究成果,对刀具结构、监测方式、控制原理、缺点不足、发展方向进行了总结与讨论。对智能刀具涉及的关键技术进行探讨,由于智能刀具涉及多学科交叉,实现的功能及采用的原理各不相同,关键技术多样,需进行多学科交叉融合,并通过产学研协同合作,推进智能刀具关键技术的深入研究及实际应用。     

高速切削的关键技术及应用

高速切削技术已成为切削加工的主流和先进制造技术的一个重要发展方向。高速切削较之常规切削是一种创新的加工工艺和加工理念。分析了高速切削技术的特点．研究丁高速切削的关键技术：机床技术、刀具技术和工艺技术，介绍了高速切削技术在航空航天和汽车制造等领域的发展及应用。     

氮化碳刀具在硬质面加工中的应用

分析当前各种刀具材料的优缺点,回顾氮化碳的历史,分析氮化碳涂层在刀具上应用的可行性,通过研究氮化碳刀具的实用效果认为氮化碳刀具将具有广阔的应用前景。     

陶瓷刀具和PCBN刀具磨损形态的研究

对陶瓷刀具(CC650)和PCBN刀具(CB20)精车淬硬GCr15轴承钢时的刀具磨损形态及性能进行了对比试验；结合扫描电镜对刀具的磨损形态作观察；分析了刀具磨损特征及磨损机理。结果表明：刀具损坏的形态主要为前刀面磨损、后刀面磨损、微崩刃及破损等；陶瓷刀具和PCBN刀具的前后刀面磨损形态不同于典型的磨损形态，陶瓷刀具主后刀面的磨损量要比PCBN刀具的磨损量小。但两种刀具均适合于淬硬钢的精加工工序。     

切削刀具的现状和发展趋势及对策

针对市场上各种新型材料及新结构型式刀具的出现,结合国内低加工制造成本的现实,对未来整个刀具行业将迎来的机遇和市场作出了预期,同时认为新型刀具在生产中的广泛应用,也必将促进高速切削技术的迅猛发展,并通过对切削刀具发展趋势的分析,结合现状提出了对策意见。     

陶瓷涂层刀具切削灰铸铁的试验研究

为了探究陶瓷涂层刀具涂层材质、基体材质对切削性能的影响,试验采用四种陶瓷涂层刀具连续干切削灰铸铁,测试了切削力和切削温度的变化情况以及后刀面的磨损量和已加工表面的粗糙度。结果表明,在刀具基体同为Si_3N_4的条件下,涂层材质为Ti N/Al_2O_3/Ti C的刀具比Ti N/Al_2O_3的切削性能好;在涂层材质同为Ti N的条件下,刀具基体Al_2O_3/Ti CN比Al_2O_3/Ti C的切削性能好。研究发现:四种陶瓷涂层刀具前刀面磨损形式均为微崩刃和月牙洼,后刀面磨损形式均为磨粒磨损和粘着磨损,涂层的磨损形式均为剥落和扩散磨损。     

PCD和硬质合金刀具车削钛基复合材料时刀具磨损特征研究

以原位生成晶须和颗粒混合增强钛基复合材料为车削对象,在切削速度为60~120m/min的条件下,对聚晶金刚石（PCD）和硬质合金刀具开展了车削性能试验研究。研究表明,PCD刀具的切削力为硬质合金刀具的77%～88%,其切削温度为硬质合金刀具的65%～82%。无论是高速切削,还是低速切削,PCD刀具都经历初期剧烈磨损而后稳定磨损的过程,而硬质合金刀具仅有急剧磨损的过程。刀具磨损特征方面,PCD刀具主要发生磨粒磨损和黏结磨损,硬质合金刀具主要发生月牙洼磨损、黏结磨损和扩散磨损。