基于粗糙度形成机理的曲面高速铣精加工参数选用

为在曲面精加工中获得理想的表面粗糙度,通过分析表面粗糙度的形成机理,建立了粗糙度与走刀行距、进给率关系的数学模型;通过实验,建立了高速曲面铣削时粗糙度与加工倾角、主运动线速度关系的图谱,实现了在生产过程中按照加工目标的表面粗糙度确定相应的走刀行距、进给率、加工倾角、主运动线速度等加工参数.研究结果表明,该研究对提高加工...     

单向和往复走刀方式的Sn-Bi合金异形曲面铣削加工表面质量与参数优化

为了提高Sn-Bi合金曲面铣削加工表面质量,分别基于单向走刀方式(Zig)和往复走刀方式(Zig-Zag)进行 Sn-Bi合金异形曲面铣削试验,采用田口法设计分析不同铣削因素(主轴转速、铣削深度、进给速度、铣削行距)对表面粗糙度的影响规律.基于稳健性优化原理对实验结果进行分析,研究结果表明:Zig、Zig-Zag铣削方...     

曲面加工表面粗糙度几何仿真

目前采用高速铣削方式加工具有曲面结构的零件非常普遍,而在曲面加工的过程中几何因素对已加工曲面的表面粗糙度具有一定的影响。为了提高加工效率和加工质量,普遍的方法是采用仿真软件。文中以MATLAB为平台,构建双三次Bezier曲面的工件模型,并结合走刀行距和进给量以及切削速度等加工参数,对影响表面粗糙的因素进行分析,同时提出具体的仿真算法,并且在实际应用中加以验证。     

复杂曲面五坐标数控铣削表面粗糙度预测的关键技术研究

针对CAD/CAM复杂曲面数控加工刀位点曲率与走刀行距关系进行分析,给出了不同刀具路径下走刀行距的计算方法,并且对影响表面粗糙度的因素进行了讨论,该方法可用于对表面粗糙度的一个范围进行预测.并提出一种基于主曲率匹配的等残留高度刀具路径规划改进算法,该方法能够提高加工效率,改善加工表面粗糙度.     

基于回归分析方法的铣削表面粗糙度预测模型的建立

依据正交试验结果,利用回归分析方法建立了高速钢球头铣刀铣削铝合金工件时表面粗糙度的预测模型,并对该模型的回归方程和系数进行了显著性检验.该模型对预报表面粗糙度具有高度显著性:切削深度和走刀行距对表面粗糙度的影响显著,而主轴转速和每齿进给量对表面粗糙度影响不显著.     

曲面等行距三维加工方向选择的理论及实验

为探索曲面等行距加工中的走刀方向优选原则,对凹曲面铣削时的二维几何模型进行数学推导,证明了残留高度对横向曲率半径的偏导数为正数,说明凹曲面的残留高度随横向曲率半径的增大而增大。进而可知横向为凹曲线、直线、凸曲线时的加工精度会依次降低。采用等行距法沿纵横两个不同方向铣削相同的马鞍面时,横向为凹曲线的加工的表面粗糙度比横向为凸曲线低。这一结果对选择曲面加工方向具有重要参考价值,尤其适用于小半径曲面半精加工。     

高速铣削铝合金叶片表面质量的试验研究

使用硬质合金球头铣刀对铝合金叶轮叶片进行了高速铣削试验。研究了切削速度和进给量对加工表面粗糙度的影响。试验结果表明:在高速加工中,每齿进给量比铣削行距对加工表面质量的影响更大;提高切削速度和减少每齿进给量有利于降低加工表面粗糙度。但当切削速度超过某一范围后,进一步提高速度对降低表面粗糙度的作用并不明显;每齿进给量减小到一定范围后,表面粗糙度反而会有所增加;对于铝合金叶片曲面的加工,合理选择切削速度、进给量和行距可获得较低的表面粗糙度值和较高的加工效率。     

基于改进Z-MAP算法的球头铣刀加工表面形貌仿真与试验研究

基于时间步长法提出一种仿真球头铣刀加工表面形貌的改进Z-MAP算法。该算法在建立刀齿运动轨迹方程的基础上,使用随动矩形包围圈和角度累加法快速地获取工件上的瞬时被扫掠点,并引入牛顿迭代法求取这些点的高度坐标。无须对刀齿离散,不但突破传统Z-MAP算法中单位时间步长内刀齿离散段至多只能扫掠过一个工件离散点的限制,还可以获得更高的精度和效率。通过仿真分析进给行距、每齿进给量、刀具姿态和刀具进给起始相位差等参数对表面形貌及其表面粗糙度的影响规律,并选用航空铝合金7050进行了铣削加工试验验证,试验结果表明改进Z-MAP算法仿真结果与实际加工的一致性更高,对实际生产中加工参数的合理选择具有指导意义。     

应用响应曲面法的机器人铣削工艺优化

为保证机器人铣削加工效率的同时减小切削力、振动加速度和表面粗糙度，从而优化铣削工艺，通过试验研究了不同铣削工艺对机器人切削性能的影响。应用响应曲面法，以切削力、振动加速度和表面粗糙度为响应值，选取主轴转速、进给量和切削深度3类数值因子，以及铣削方式与走刀方向2类类别因子进行优化参数，并建立了各个响应值的二阶预测模型。结果表明：Y方向铣削可以获得较小的切削力和表面粗糙度，逆铣的振动加速度幅值明显小于顺铣加工。同时，进给量和切削深度对切削力和振动加速度具有显著影响，主轴转速对表面粗糙度影响较为显著。优化结果表明高主轴转速、大进给量和小切深时，在保证加工效率的同时切削力、振动加速度和表面粗糙度都较小。     

球头刀加工球面的理论粗糙度与加工效率

从球面三坐标加工的走刀方式出发 ,研究了用球头刀加工球面时的理论粗糙度。给出了加工行距的计算公式 ,提出了提高加工效率的措施     

高速铣削时钛合金刀具的磨损及对工件表面粗糙度的影响

观察高速铣削钛合金刀具时后刀面及被加工表面的形貌,通过对刀具后刀面磨损量和被加工表面粗糙度值的测量研究了刀具磨损对被加工表面粗糙度的影响,揭示了钛合金铣削加工时提高表面质量的规律。     

Surface topography and roughness of high-speed milled AlMn1Cu

The aluminum alloy AlMn1Cu has been broadly applied for functional parts production because of its good properties. But few researches about the machining mechanism and the surface roughness were reported. The high-speed milling experiments are carried out in order to improve the machining quality and reveal the machining mechanism. The typical topography features of machined surface are observed by scan electron microscope(SEM). The results show that the milled surface topography is mainly characterized by the plastic shearing deformation surface and material piling zone. The material flows plastically along the end cutting edge of the flat-end milling tool and meanwhile is extruded by the end cutting edge, resulting in that materials partly adhere to the machined surface and form the material piling zone. As the depth of cut and the feed per tooth increase, the plastic flow of materials is strengthened and the machined surface becomes rougher. However, as the cutting speed increases, the plastic flow of materials is weakened and the milled surface becomes smoother. The cutting parameters (e.g. cutting speed, feed per tooth and depth of cut) influencing the surface roughness are analyzed. It can be concluded that the roughness of the machined surface formed by the end cutting edge is less than that by the cylindrical cutting edge when a cylindrical flat-end mill tool is used for milling. The proposed research provides the typical topography features of machined surface of the anti-rust aluminum alloy AlMn1Cu in high speed milling.     

Surface roughness modeling in Laser-assisted End Milling of Inconel 718

Inconel 718 is a difficult-to-machine material while products of this material require good surface finish. Therefore, it is essential for the evaluation and prediction of surface roughness of machined Inconel 718 workpiece to be developed. An analytical model for the prediction of surface roughness under laser-assisted end milling of Inconel 718 is proposed based on kinematics of tool movement and elastic response of workpiece. The actual tool trajectory is first predicted with the consideration of overall tool movement, elastic deformation of tool, and the tool tip profile. The tool movements include the translation in feed direction and the rotation along its axis. The elastic deformation is calculated based on the previously established milling force prediction model. The tool tip profile is predicted based on the tool tip radius and angle. The machined surface profile is simulated based on the tool trajectory with elastic recovery, which is considered through the comparison between the minimum thickness and actual cutting thickness. Experiments are conducted in both conventional and laser-assisted milling under seven different sets of cutting parameters. Through the comparison between the analytical predictions and experimental measurements, the proposed model has high accuracy with the maximum error less than 27%, which is more accurate for lower feed rate with error less than 3%. The proposed analytical model is valuable for providing a fast, credible, and physics-based method for the prediction of surface roughness in milling process.     

刀具几何参数对钛合金铣削力和表面完整性的影响

针对TC18钛合金铣削过程,采用正交试验研究了硬质合金刀具几何参数对铣削力和表面完整性的影响,建立了铣削力经验模型,并分析了铣削力对刀具前角、后角和螺旋角的绝对灵敏度和相对灵敏度;采用田口法分析了刀具几何参数对表面粗糙度和表面残余应力的影响。结果表明：大前角、小后角、大螺旋角的条件下铣削力较小,铣削力对刀具螺旋角的变化最敏感,对后角次之,对前角最不敏感;铣削表面均为残余压应力,刀具螺旋角对表面粗糙度的影响显著,刀具后角对表面残余应力的影响显著。     

基于ANFIS的铝合金铣削加工表面粗糙度预测模型研究

分析以往建立表面粗糙度预测模型方法的不足，采用自适应神经模糊推理系统(ANFIS)建立了铝合金铣削加工表面粗糙度预测模型。经检验，该模型预测精度高，泛化能力强，且可简便预测铣削参数对已加工表面的表面粗糙度的影响，有助于准确认识已加工表面质量随铣削参数的变化规律，为切削参数的优选和表面质量的控制提供了依据。     

正交车铣TC4钛合金表面粗糙度分析

车铣加工技术是近年发展起来的先进切削加工技术之一。本文采用多因素正交试验法,进行了一系列的正交车铣TC4钛合金切削试验,研究了车铣切削用量与表面粗糙度之间的变化规律。通过方差分析确定了各因素对表面粗糙度的影响大小的主次顺序,每齿进给量和偏心量对表面粗糙度的影响较大。采用回归分析原理,建立了表面粗糙度的预测模型,根据统计检验结果表明,已加工表面粗糙度预测模型呈高度显著检验状态,具有很高的可信度。     

颗粒增强复合材料加工表面粗糙度及刀具设计

分析了颗粒增强金属基复合材料的加工表面形貌特点。通过切削试验 ,研究了切削用量和材料组织结构对SiCp/Al已加工表面粗糙度的影响 ,并根据切削表面成形机理及刀具磨损的特征 ,设计了具有引导光整作用的硬质合金刀具。试验结果表明 ,该刀具可显著降低加工表面粗糙度和提高刀具寿命     

高速侧铣参数对7050-T7451铝合金表面粗糙度的影响

为提高航空结构件加工效率和表面质量,通过单一铣削参数实验,研究采用两种硬质合金刀具在高速铣削7050-T7451铝合金时,主轴转速、径向铣削深度、铣削进给速度等切削参数以及加工方式(顺铣、逆铣)对表面粗糙度的影响.分析表明:表面粗糙度随刀具尺寸和径向切深增大而增加,在铣削进给速度增加趋势下仅有较小波动,不受主轴转速直接...     

模拟海洋环境下航空铝合金铣削表面的耐腐蚀性研究

通过铣削实验,研究航空铝合金7050 - T7451铣削加工切削速度和每齿进给量等参数对表面粗糙度的影响规律,优化切削加工参数以获得较低的粗糙度.模拟海洋环境对铣削加工后工件进行耐腐蚀实验,用腐蚀损伤的平均深度和腐蚀损伤度两个参数表征腐蚀损伤程度.初步研究结果发现,在残余应力相差不大的情况下,表面越粗糙工件的耐腐蚀性越...     

铣削钛合金加工表面形貌特征参数的预测

钛合金在铣削过程中受迫振动明显,刀—工接触关系不断变化,加工表面形貌特征参数难以预测,已成为制约加工表面质量进一步提高的瓶颈。针对铣削振动与加工表面形貌的非线性随机变化特性进行了切削钛合金试验,采用高斯过程回归法构建铣削振动作用下的加工表面形貌高斯过程模型。分析刀齿误差和铣削振动对加工表面形貌特征参数的影响规律,为以加工表面质量分布一致性为前提的铣削钛合金工艺设计提供参考依据。