镁合金（AZ31B）铣削加工工艺参数的试验研究

为提高镁合金（AZ31B）铣削加工中的工艺性能，以加工中的刀具前角、线速度、每齿最大切削厚度及切削深度为影响因子，以加工的转矩与弯矩为目标参数，为保证镁合金零部件加工性能良好，设计4水平2因素的正交试验，试验结果表明：镁合金（AZ31B）铣削加工中可以采用较大的进刀量和高速切削，在线速度为2400 mm/s时，转矩值最小，同时弯矩出现拐点，其值可达到18.5 N·m。在满足精加工的粗糙度要求下，最大切削厚度0.08 mm为其极限值，在加工过程中使用的刀具必须锐利，在合适的范围内可以优先选用较大的前角，并且随着刀具前角的增大，转矩变化较为明显，在刀具前角为12°时，转矩值最大，弯矩呈现先降低、后增大的趋势，同时在刀具前角为16°时，所对应的弯矩、转矩最小，结合整体试验的加工情况，特殊情况下刀具前角可以选择负角度加工。     

CVD金刚石刀具的微细铣削仿真及试验研究

为研究切削参数对CVD金刚石微铣刀切削性能的影响,运用扩展有限元法对CVD金刚石微刀具的铣削加工和刀具损伤应力进行仿真模拟,研究了铣削加工后工件的表面粗糙度随切削参数的变化规律,分析了切削参数对微铣刀失效的影响,并通过试验验证了仿真结果的正确性。研究结果表明:在CVD金刚石微铣刀加工TC4钛合金时,铣削深度和每齿进给量的增加不利于工件加工质量的改善;铣削速度增加对工件加工表面粗糙度影响较小;铣削深度是影响刀具失效的主要因素,铣削速度和每齿进给量是影响刀具失效的次要因素。     

弯管内表面数控铣削加工方法研究

介绍了依据五轴联动加工原理避免弯管内表面加工干涉和改善切削不均匀的加工方法,进行了实验工艺规划、加工区域划分、数控程序编制等研究。采用球头刀具,调整刀具姿态,使刀具和工件表面的位置角近似不变,在四轴及五轴联动机床上进行了样件的试制。研究结果表明,该铣削加工方法可避免刀具与工件的局部干涉和整体干涉;切削状态稳定;最终表面质量一致性好,粗糙度满足技术要求（Ra=3.2μm）。研究结果为核电主管道以及同类弯管内表面的铣削加工提供了理论和试验依据。     

高速铣削淬硬钢表面粗糙度的试验研究

通过切削试验研究了高速铣削淬硬钢时刀具变量中的几何参数(铣刀的前角、后角、螺旋角)、工件变量(工件硬度)和切削参数变量(铣削速度、每齿进给量)对加工表面粗糙度的影响。根据对试验结果的分析得出高速铣削淬硬钢工件表面粗糙度的变化规律。     

CVD金刚石涂层刀具高效铣削天然理石的切削特性实验研究

为研究天然理石切削过程中刀具切削力与切削质量变化特性,利用CVD金刚石薄膜涂层刀具和未涂层硬质合金刀具进行高效铣削实验。基于刀具-工件几何接触关系,推导铣削力数学模型,分析不同类型刀具切削力、工件表面粗糙度随切削参数和切削时间变化特性。研究表明:金刚石涂层刀具切削力明显小于未涂层硬质合金刀具,2种类型刀具的切削力随切削参数的变化特征基本相同;随着切削时间的增加,刀具切削力变化分为4个阶段:初始磨合阶段、稳定阶段、过渡阶段和刀具磨损加剧阶段。金刚石涂层刀具切削磨合期和稳定期持续时间为未涂层刀具的3.5倍,切削力和工件表面粗糙度变化比较平稳;未涂层刀具切削平稳期持续时间很短,切削力增长趋势明显,且在切削力增长后期工件表面粗糙度达到2.5μm。     

切削介质对微细铣刀磨损影响的试验研究

在微细铣削加工中,尚缺乏切削介质对刀具磨损影响的研究.在干切削、浇灌切削液、微量切削液和低温冷风介质下,对6061铝合金进行了微细铣削试验,研究了刀具的磨损形式和机理、不同切削介质对刀具磨损、切削力和表面粗糙度Ra的影响规律.同时,确定出能减小刀具磨损和切削力,提高加工质量的最佳切削介质.结果表明:四种切削介质下刀具磨损的形式不完全相同,粘结磨损与磨粒磨损是造成刀具磨损的主要机理;切削力和表面粗糙度Ra的变化趋势可以辅助判断刀具磨损情况;相比于其它切削介质,微量切削液介质下刀具磨损小,切削力低,工件表面质量好,是微细铣削6061铝合金的最佳切削介质.为深入研究微细铣削刀具磨损和实际加工中选择切削介质有一定的参考价值.     

切削介质对微细铣刀磨损影响的试验研究

在微细铣削加工中,尚缺乏切削介质对刀具磨损影响的研究.在干切削、浇灌切削液、微量切削液和低温冷风介质下,对6061铝合金进行了微细铣削试验,研究了刀具的磨损形式和机理、不同切削介质对刀具磨损、切削力和表面粗糙度Ra的影响规律.同时,确定出能减小刀具磨损和切削力,提高加工质量的最佳切削介质.结果表明:四种切削介质下刀具磨损的形式不完全相同,粘结磨损与磨粒磨损是造成刀具磨损的主要机理;切削力和表面粗糙度Ra的变化趋势可以辅助判断刀具磨损情况;相比于其它切削介质,微量切削液介质下刀具磨损小,切削力低,工件表面质量好,是微细铣削6061铝合金的最佳切削介质.为深入研究微细铣削刀具磨损和实际加工中选择切削介质有一定的参考价值.     

6061铝合金微细刨削的表面粗糙度试验研究

试验研究了6061铝合金的微细刨削性能。在定制的精密雕铣床上,使用金刚石刀具在不同的切削条件下,对6061铝合金进行切削深度(0.005~0.1)mm的微细刨削,观察切削参数对工件表面粗糙度的影响。使用激光共聚焦显微镜对金刚石刀具以及各种切削条件下的加工表面进行分析。试验结果表明:切削速度和切削深度对铝合金工件刨削表面粗糙度影响很小,进给量是影响微细刨削铝合金表面粗糙度的主要原因。一般情况下,越小的进给量获得表面粗糙度值越小,但是进给量小到一定程度时,表面粗糙度趋于稳定。此时,工件表面的微裂痕,坑洞、划痕和材料本身的杂质是影响其表面粗糙度的主要因素。另外,单晶金刚石刀具的刃磨质量要优于聚晶金刚石刀具,因此可以获得更小的表面粗糙度值。结论表明,使用单晶金刚石刀具对6061铝合金进行切削速度v=2000mm/min、切削深度ap=10μm、进给量f=10μm的微细刨削可以获得Ra37.3nm的表面。     

微细干车削硬铝合金LY12的表面粗糙度研究

采用YG类细晶粒硬质合金刀具和PCD刀具对硬铝合金LY12进行了微细干切削试验,通过单因素切削试验研究了不同刀具材料、刀具前角、刀尖圆弧半径对表面粗糙度的影响。结果表明,在微细干切削条件（v=12．6m／min,aP=0．02mm,f=0．004-0．01mm／r）下,采用PCD刀具可获得Ra0．112～0．30μm的光洁表面;采用大前角、大刀尖圆弧半径的PCD刀具,可获得最好的加工表面粗糙度。     

TC4圆弧形槽铣削刀具的研发设计及试验研究

针对TC4钛合金圆弧形槽的加工设计一种专用铣削刀具。在钛合金切削加工过程中,刀具参数角度是影响工件表面粗糙度和加工精度稳定性的重要因素,在采用高速钢刀具对TC4钛合金进行高精高效加工时,利用刀具几何角度减小断面与圆弧面圆角半径,达到圆弧半径清根作用。在TC4钛合金圆弧形槽铣削加工中,设计了一种以W18CR4V高速钢为基体的切削刀具,并进行了铣削加工试验,利用SuperView W1光学3D表面轮廓仪测量其粗糙度和轮廓度,工件表面精度可达Ra1.6μm,且具有较强清根作用,经过试验对比验证,本设计可达到高效率铣削钛合金效果。     

干式车削不同淬硬状态淬硬钢已加工表面粗糙度及三维形貌的试验研究

使用PCBN刀具对5种不同淬硬状态(40±1HRC,45±1HRC,50±1HRC,55±1HRC,60±1HRC)Cr12MoV模具钢进行干式硬态车削试验,揭示了切削速度、走刀量、切削深度、工件硬度对已加工表面粗糙度及三维形貌的影响规律及机理。研究结果表明:与车削硬度为40±1HRC、45±1HRC、60±1HRC的工件相比,以v=50,250,450,650,850m/min车削硬度为50±1HRC、55±1HRC的工件时,切削速度对表面粗糙度的影响较为显著,最小表面粗糙度可达0.569μm。车削60±1HRC的工件时,随切削深度的增大,表面粗糙度值逐渐减小,当a_p0.15mm时,Ra1.00μm;而走刀量的影响规律与其反之,当f0.15mm时,Ra1.00μm。已加工三维形貌表明,车削较软的工件时,由于刀具切削刃后刀面对被高温软化的已加工表面的二次伤害使得三维形貌突起的棱脊模糊不清;车削较硬的工件时,刀-工界面硬质颗粒的犁耕效应及后刀面的小沟槽复制效应,使已加工表面产生小沟槽。     

刀具几何参数对高速铣削SiCp/Al复合材料温度的影响研究

研究了PCD刀具高速铣削铝基复合材料时刀具几何参数对切削温度的影响。利用A baqus软件,对PCD刀具高速铣削SiCp/Al复合材料薄壁件进行仿真模拟。刀具回转直径为10 mm,切削线速度为300 m/min,改变刀具的前角和后角仿真出铣削时刀具和工件的温度场。通过对比数据,得出刀具角度变化对切削温度的影响规律,从而为实际加工时刀具几何参数的选择提供依据。     

刀具姿态对H13模具钢加工表面残余应力的影响

测量高速铣削条件下采用不同刀具姿态加工淬硬H13模具钢后的残余应力,实验结果表明:不同的刀具姿态对表面残余应力幅值有较大影响;相同的刀具姿态,切削方式不同也会影响表面残余应力的变化趋势。实验结果显示逆铣条件下前倾角15°、侧倾角-15°时表面残余压应力最大。分析刀具刃线与工件的接触几何模型特征,得出铣削后残余应力分布规律,优化高速铣削刀具姿态参数。     

高速铣合金铸铁实验结果的稳健设计优化分析

针对高速切削新型合金铸铁类难加工材料时,因刀具磨损严重而导致刀具成本高的问题,采用成本较低的硬质合金刀具对Cr15Mo工件进行了铣削实验,研究了切削参数对切削力和表面粗糙度的影响,获得了可达到磨削加工效果（Ra=0.4 μm）的最佳参数组合,即切削速度vc=800 m/min,轴向切削深度ap=0.4 mm和进给量f=0.6 mm/r。基于稳健设计优化原理对实验结果进行了理论分析,研究结果表明：理论分析结果与实验结果具有很好的一致性,为同时实现高速、高质量和低成本加工的多目标参数优化方法提供了一种有效的途径。     

大圆弧刃刀片的刃磨夹具

一般端铣刀盘铣削工件,表面粗糙度值最佳只能达Ra3.2μm;若再插入一片大圆弧半径的圆弧刃刀片,作为精整修光刃,可改善工件表面粗糙度。如图1所示的刀片,对于刀齿数不多于12个的刀盘,可使铣削表面粗糙度值达Ra1.6μm以下,而且走刀量为110mm/min。若要求更小的表面粗糙度值,应采用刀齿数更多的刀盘,并采用如图2所示的刀片,加大圆弧刃的圆弧半径,其加工工件表面粗糙度值可达Ra0.08μm以下,并可相应提高每分钟走刀量而提高生产率。圆弧刃精整修光刃的切削余量一般取0.2～0.3mm。这种修光圆弧刃刀片,我厂均用16×16mm的普     

钛合金结构件变进给工艺分析北大核心

采用理论分析与有限元仿真分析相结合的方法,研究得出切削线速度与切削深度对切削力、切削温度的影响以及影响刀具磨损的主要参数为刀齿切削时的最大切削层厚度。在此基础上,提出了铣削加工钛合金飞机结构件的变进给切削加工方法,并通过实验证明与传统加工方法相比,减小了刀具磨损、提高了表面加工质量,并且能提升加工效率25%左右。     

钛合金结构件变进给工艺分析

采用理论分析与有限元仿真分析相结合的方法,研究得出切削线速度与切削深度对切削力、切削温度的影响以及影响刀具磨损的主要参数为刀齿切削时的最大切削层厚度。在此基础上,提出了铣削加工钛合金飞机结构件的变进给切削加工方法,并通过实验证明与传统加工方法相比,减小了刀具磨损、提高了表面加工质量,并且能提升加工效率25%左右。     

球头刀铣削TC17的表面完整性测试实验研究

利用球头刀铣削钛合金TC17,对其试件加工表面完整性测试开展实验研究。通过球头刀铣削实验和表面完整性测试实验结果可知,在给定的实验条件下,表面粗糙度Ra随着每齿进给量fz的增大而增大,而线速度v_c对表面粗糙度Ra和表面微观形貌影响不显著。同时,球头刀铣削钛合金TC17的加工表面均呈残余压应力状态,其变化范围在-250～-450 MPa;加工表面显微硬度和残余压应力随着线速度v_c的增大而减小,随着每齿进给量f_z的增大而增大,其主要原因是随着线速度v_c的增大、每齿进给量f_z的减小,铣削加工表面的塑性变形层厚度逐渐减小。     

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。     

切削中工件表面晶格歪扭层深度预测模型与应用

通过实验分析切削工艺参数对工件加工表面晶格歪扭深度的影响表明 ,切削速度V、刀具前角γ、刀具后角α以及切削次数是影响工件加工表面晶格歪扭层深度的主要因素。提出将人工智能理论中的遗传算法和BP算法相结合的模型 ,并用于在线预测切削加工中工件表面的晶格歪扭层深度