高速切削加工稳定性研究综述

高速切削加工的稳定性是影响加工效率和质量的重要因素,从20世纪初就引起了各国研究者的广泛关注。本文综合介绍了国内外研究者在切削加工稳定性领域的研究成果,在综述切削颤振产生机理和切削稳定性模型建立的基础上,重点论述了切削颤振的检测和控制方法,同时指出了高速切削稳定性研究的发展方向。     

高速锯切加工切削过程分析

日本ＡＭＡＤＡ公司的观点是“切断 是零件加工过程的起点”。提高二次加 工精度和切断效率,可以节约材料,提高 自动化和生产效率,并能降低成本。产 品加工的起点都是从材料的切断开始 的,切断的形式又是多种多样的,因此,必须结合被切削材料的特性和形状选择最合适的切削加工方法。锯切断与其 它方法相比,有着许多不可替代的优 点。因此,在实际生产中,锯切断加工被 广泛应用。目前,一般锯切加工的切削 速度比较低。因此,提高锯切切削速度 对于提高切断效率,节约材料,提高自动化和生产效率有着重大意义。１ 高速锯切加工原理 所…     

高速切削加工过程振动预测技术

高速切削加工参数选择不合理会导致切削振动,切削过程中振动引起的不稳定切削会产生一系列不良的影响,切削振动的预测将有助于优化高速切削加工过程,提高切削加工表面质量和加工效率.概述了高速切削加工过程中颤振产生的机理与类型,并分析了切削颤振的影响因素;对切削加工过程稳定性预测进行了报道,重点论述了切削稳定性的影响因素;对切削...     

高速超声振动切削钛合金可行性研究

钛合金由于其出色的机械性能广泛的应用于航空航天结构组件中。但较低的机械加工性使得钛合金切削速度低,即使在使用先进的切削刀具时,也因切削高温而难以进行高速切削加工。断续切削是一种有效地降低切削温度和改善切削质量的方法,作为典型的断续切削方法,传统超声振动切削（Traditional ultrasonic vibration cutting,UVC）和椭圆超声振动切削（elliptical ultrasonic vibration cutting,EUVC）已取得了显著的加工优势。但振动切削临界速度限制了它们的应用仅在低速切削场合。因此一种新的超声振动切削方法被提出,即高速超声振动切削（High-speed ultrasonic vibration cutting,HUVC）,此时刀具的振动方向与进给方向平行。当切削速度远远超过UVC和EUVC方法的临界速度时,刀具和工件依旧可以在一定的条件下实现分离。从而HUVC方法实现了宏观上的高速切削和微观上的断续切削,提升了钛合金的切削加工性。首先,HUVC方法的原理在文中给出,随后通过一系列使用普通切削（Conventional cutting CC）方法和HUVC方法的高速切削Ti-6Al-4V合金的对比试验来验证HUVC方法的可行性。试验结果表明,因刀具磨损的显著下降,HUVC方法的刀具寿命可最大提升300%。此外,相比CC方法,HUVC方法的切削效率可以显著提升90%,切削力最大下降50%并在连续的切削加工过程中获得更佳的表面质量。     

再生型机床切削颤振系统稳定性极限预测

机床切削加工一般都是在有振纹的表面上进行的,由振纹再生效应引发的再生型切削颤振是机床切削颤振的主要形态.本文推导了再生型切削颤振系统极限切削宽度随机床主轴转速变化的理论计算公式,提出了机床切削系统稳定性极限预测方法,并就试验系统的切削稳定性极限进行了预测,实测结果表明,试验结果与预测结果基本相符.     

钛合金高速切削加工试验研究进展

钛合金因优越的性能而被广泛应用于航空航天和武器装备等领域,但由于切削加工性较差,在高速切削中易出现切削力大、切削温度高和刀具磨损严重等问题,因此,学者们针对钛合金高速切削加工进行了大量试验研究.本文对近年来钛合金高速切削领域的国内外研究进展进行了总结,重点分析了在锯齿形切屑、切削力、切削温度、加工表面质量和刀具磨损方面...     

深孔高速切削加工技术应用研究

论述了深孔高速切削加工技术的原理和实施方案。     

PCBN刀具高速切削钛合金切削性能研究

采用PCBN刀具对钛合金TC4进行了高速车削试验,从切削力、工件表面粗糙度和刀具寿命等方面分析了PCBN刀具加工钛合金的切削性能,并与未涂层硬质合金刀具、涂层硬质合金刀具作了比较,证明了在高切削速度、低进给量和小背吃刀量的条件下,PCBN有着较长的刀具寿命。     

高速切削加工钛合金的刀具材料

概括介绍了钛合金的性能特点,分析了钛合金切削加工困难的主要原因,重点对国内外切削加工钛合金的现状作了详细介绍,由此明确了目前国内和国外切削加工钛合金水平的差距,最后指出在国内寻求一种或几种高速切削加工钛合金刀具材料的紧迫性和必要性。     

高速切削稳定性数据库的研究

针对当前高速切削技术因缺乏考虑高速切削稳定性的优化切削数据及其工程应用方法而不能科学、有效地控制切削过程振动严重影响加工质量及生产率的瓶颈限制,在对高速切削稳定性理论和实验研究的基础上,设计构建了高速切削稳定性数据库.通过数据库系统结构、功能模块以及应用程序的设计实现,该数据库具有考虑切削稳定性的高速切削数据查询、切削稳定性评价、优化等功能.可为生产企业经济、高效、方便地提供以最大生产率和高加工质量为目标的、优化的稳定切削用量参数,为高速切削加工提供了科学、高效、可操作性强的工程应用方法.     

The Effect of Argon-Enriched Environment in High-Speed Machining of Titanium Alloy

A major factor hindering the machinability of titanium alloys is their tendency to react with most cutting tool materials, thereby encouraging solution wear during machining. Machining in an inert environment is envisaged to minimize chemical reaction at the tool-chip and tool-workpiece interfaces when machining commercially available titanium alloys at higher cutting conditions. This article presents the results of machining trials carried out with uncoated carbide (ISO K10 grade) tools in an argon-enriched environment at cutting conditions typical of finish turning operations. Comparative trials were carried out at the same cutting conditions under conventional coolant supply. Results of the machining trials show that machining in an argon-enriched environment gave lower tool life relative to conventional coolant supply. Nose wear was the dominant tool-failure mode in all the cutting conditions investigated. Argon is a poor conductor of heat; thus, heat generated during machining tends to concentrate in the cutting region and accelerate tool wear. Argon also has poor lubrication characteristics, leading to increasing friction at the cutting interfaces during machining and an increase in cutting forces required for efficient shearing of the workpiece.     

汽车模具凸曲面精加工极限切削深度预测

汽车覆盖件模具因硬度较高、精加工余量较小,导致模具精加工中经常出现由于余量选择不当而造成刀具与工件之间产生滑擦,使得模具精加工后出现多处区域加工不到的现象,此现象在凸曲面加工中尤为常见,严重影响汽车覆盖件模具的合模精度,增加了后期人工修磨时间。针对汽车模具凸曲面精加工中刀具与工件之间的滑擦现象,提供一种确定工件材料最小切削厚度的试验方法,确定淬硬钢Cr12Mo V材料不同切削速度下最小切削厚度值,在此基础上,通过理论分析,建立考虑刀具变形因素的模具钢凸曲面加工极限切削深度预测模型,并通过模具钢凸曲面铣削试验验证所建立模型的准确性。该模型的建立为模具精加工余量的选取提供一个最小值,精加工余量的选取应大于该最小值,以确保刀具与工件之间能够正常切削,提高模具的加工质量及合模精度,最终为汽车覆盖件模具高品质加工工艺参数的选取提供理论依据及技术指导。     

高速加工系统稳定性预测的关键技术研究

从连续切削、断续切削、薄壁件切削及铣刀螺旋角等方面阐述了高速加工系统稳定性的预测方法;对稳定性动态优化及颤振抑制方法进行了分析;并对高速加工系统中出现的各种振动频率进行了讨论.最后指出现在研究的不足和今后研究的主要方向.     

基于DEFORM 3D的钛合金高速车削有限元仿真

应用DEFORM 3D软件对钛合金高速车削进行仿真研究,分析了不同切削参数下切削力和切削温度的规律,研究发现背吃刀量和进给量对主切削力的影响较大,切削力与主切削力变化基本一致,切削速度对主切削力的影响不明显,但后者对切削温度具有显著影响;研究了工件和刀具温度场的变化规律以及工件所受应力和刀具的磨损情况,发现最高温度出现在切削刃邻近2mm区域内,且温度最高处刀具磨损程度最大,工件最大应力在第一变形区和工件接触区邻近。     

立铣加工钛合金颤振稳定域的研究

为了优化铣削加工中的切削参数来减小或避免再生颤振的发生,在切削加工再生颤振理论的研究基础上,以硬质合金立铣刀粗加工钛合金TA15为研究对象,建立了刀具的动力数学模型,对再生颤振稳定域在频域内进行求解;对再生颤振稳定域解析算法进行程序设计,通过提供由动态铣削实验获得的铣削力系数和由模态分析实验获得的模态参数等程序所需参数计算得到与主轴转速和轴向切深二者相关的颤振稳定域叶瓣图;最后通过对钛合金TA15进行立铣加工实验验证了颤振稳定域解析算法的准确性。     

钛合金加工工艺技术研究

钛合金材料是目前较难加工的材料之一,因其热传导系数小、比热低、化学性能活泼等特点,给机械加工带来一定的难度。本文通过某产品钛合金摇臂的工艺性及工艺难点分析,并通过工装、刀具、冷却液、切削参数等方面分析和选择,总结出钛合金加工的普遍原则。     

钛合金的切削加工性及其改善方法

阐述了钛合金切削加工中刀具材料、角度的选择及改善钛合金切削加工性的方法——低温切削加工。     

水包油型乳化液钛合金TC4电火花加工特性研究

为解决钛合金在煤油介质中电火花加工效率低及在蒸馏水介质中加工表面质量差的问题,提出利用乳化剂将煤油和蒸馏水超声振动后形成水包油型乳化液作为工作介质的加工方法。分别以煤油、水包油型乳化液和蒸馏水为工作介质,对钛合金TC4进行放电加工试验,从加工效率、电极相对损耗率和表面质量三个方面,对比研究了不同工作介质中钛合金电火花加工的特性。试验结果表明：水包油型乳化液中的加工效率是煤油中加工效率的两倍左右,工件表面粗糙度值Ra比蒸馏水中的Ra值减小了15%~20%,加工后工件表面微裂纹较少,表面较平整,但其电极相对损耗率高。     

钛合金及高温合金的小直径深孔加工

针对钛合金和高温合金这类难加工材料的切削加工特点，对在这2种材料上钻削加工小直径深孔零件中所涉及到的钻削系统、刀具设计以及工艺措施等问题进行了分析研究，并例举了一些典型的加工实例，分析了加工效果。