高速铣削SiCP/Al时切削力及影响因素的研究

文中通过采用PCD刀具对SiCp/Al复合材料进行切削实验的研究,探讨了切削速度、进给量、切削深度对切削力、刀具寿命的影响,总结出对含体积分数为56%的SiCp/Al复合材料的合理切削参数.实验表明:当切削速度在300m/min、进给量为0.20mm/r切深为0.3mm时,可进行高效率高质量的切削,并获得良好的综合效益,对实际生产具有一定的指导意义.     

车削玻璃陶瓷的刀具磨损试验研究

以刀具磨损体积与材料去除量之比作为刀具体磨损率,并以此作为刀具利用率的评价指标,与传统的刀具磨损曲线对比,证明了用刀具体磨损率评价刀具磨损情况的可行性;通过车削二硅酸锂玻璃陶瓷,研究了切削速度、进给量和切削深度对刀具体磨损率的影响。结果表明:随着切削速度增加,刀具体磨损率先降低后升高;随着进给量增加,刀具体磨损率降低;随着切削深度增加,刀具体磨损率先上升后降低。同时,结合刀具磨损形貌和材料崩碎情况,分析了刀具磨损机理。     

精密硬态车削多元非线性回归模型与综合优化

采用均匀设计试验方法,分别建立了表面粗糙度、刀具切削行程、刀具径向振动的多元回归模型;以加工表面粗糙度最小、刀具寿命最大、刀具径向振动最小和切削效率最高为目标,对精密硬态车削过程进行了优化研究。结果表明:切削速度280 m/min,进给量0.03 mm/r,背吃刀量0.15 mm,刀尖圆弧半径0.8 mm为最佳参数组合,取得了良好的切削加工综合效果。研究成果可对精密硬态切削加工的参数选择提供借鉴和指导。     

高速切削铝合金2024-T4切削力的仿真研究

利用有限元软件Advant Edge设计以切削力为目标,以切削速度、进给量和背吃刀量为自变量参数的三因素四水平正交试验,对硬质合金刀具切削2024-T4铝合金的加工过程进行2D仿真,研究了切削参数对切削力的影响规律。采用极差分析获得切削参数的最优组合,通过方差分析获得切削参数对切削力的显著性。结果表明:背吃刀量对切削力影响最大,切削速度影响最小,最优切削参数都是u_c=1250m/min,f=0.09mm/r,a_p=0.2mm;背吃刀量和进给量对F_x的影响显著,切削速度对F_x的影响不显著,切削速度、进给量和背吃刀量对F_y的影响显著。     

基于用户材料二次开发的Ti6Al4V切削加工三维有限元模拟

采用Ti6Al4V在大应变、高应变率和高温条件下的流动应力模型,通过用户材料二次开发写入Deform-3D材料库中,在此基础上开展了不同参数条件下Ti6Al4V高速车削加工的热—力耦合有限元模拟试验,对切削力、切削温度和刀具磨损随切削参数的变化进行深入研究。与试验结果的比较表明,采用二次开发的用户材料模型,可以提高切削力仿真精度,实现对整个切削过程的更准确预测。对切削力影响由大到小依次是背吃刀量、进给量、切削速度。从切削力的角度来选择切削参数时,优先选取较高的切削速度,其次考虑较大的进给量。对切削温度影响最大的是切削速度,且切削速度与切削温度呈正比关系,背吃刀量影响最小。从切削温度角度选择切削参数时,应选用较大的进给量和背吃刀量,适当减小切削速度。切削速度对刀具磨损的影响最大,所以,为了延长刀具的使用,必须合理地选择切削速度。     

硬质合金正交车铣TC4钛合金刀具寿命试验分析

在Mazak Integrex 200Y车铣复合加工中心上,在顺铣干切和切削液条件下,在v=150和200 m/min两种切削速度下,采用未涂层硬质合金H13A和涂层硬质合金S30T分别对TC4钛合金进行正交车铣刀具寿命试验,试验结果表明,当达到磨钝标准0.3 mm时,S30T涂层硬质合金在切削速度为150 m/min时,切削路程相当,切削液对刀具寿命的影响不明显,切削速度为200 m/min时,切削液条件下,刀具的寿命延长,但随着切削速度的提高,刀具寿命剧降。H13A未涂层硬质合金在两种切削速度下,切削液条件下,刀具寿命比干切削短,切削液加剧了刀具磨损,缩短刀具寿命,并得出H13A未涂层硬质合金更适合正交车铣TC4钛合金的结论。试验还研究了轴向进给量fa变化对H13A未涂层硬质合金正交车铣TC4钛合金刀具寿命的影响趋势,生产中应兼顾生产率和刀具寿命,合理选择轴向进给量。     

马氏体不锈钢铣削加工刀具磨损及切削参数优化的实验研究

针对铣削马氏体不锈钢时出现的刀具磨损严重、加工成本过高的问题,采用全因素实验设计方法研究了不同切削参数下刀具的磨损规律以及刀具寿命情况。研究结果表明:切削速度对刀具寿命的影响程度最大。在中低速切削时,刀具磨损过程存在正常的3个磨损阶段,进给量与切削深度对刀具寿命的影响程度相差不大;在中高速切削时,刀具磨损呈现线性规律,进给量对刀具寿命的影响程度明显高于切削深度对刀具寿命的影响程度。此外还以利润最大化为优化目标,提出了一种新的切削参数优化指标,并通过实验证明该指标可以较好地反映加工成本,对降低加工成本具有指导意义。     

PCD刀具干式车削Ti6Al4V的正交试验研究

通过正交试验法研究PCD刀具干式车削Ti6Al4V时切削速度、进给量和切削深度对工件表面粗糙度和刀具后刀面磨损的影响。试验结果表明,切削速度为120-160m/min、进给量为0.15mm/r、切削深度为0.15mm时,可以获得理想的工件表面粗糙度和刀具后刀面磨损量。     

提高硬质合金刀具寿命的途径

切削速度对刀具寿命影响最大,进给量、切削深度对刀具寿命的影响最小。 加工时间短、刀具寿命长、加工质量高是加工中最重要的几个因素。为了达到这些因素的最大极限值,专家们建议应针对不同工件的材料、硬度、形状和机床状况,选择适当的切削条件。     

安全阀阀杆切削加工仿真及参数优化

针对加工效率低和刀具磨损严重等问题,对阀杆的切削加工参数进行仿真及优化。研究了切削过程中切削速度和进给量对切削力、切削温度的影响。根据阀杆的材料特性,选择合适的材料本构方程,采用自适应网格划分技术,在有限元切削分析软件Advantedge FEM中设计了仿真优化方案,对阀杆进行有限元建模、切削仿真及参数优化。实验结果表明,在产品质量稳定的前提下,采用优化后的加工参数,提高了切削效率并延长了刀具寿命。     

超硬刀具高速切削钛合金时的切削力研究

基于锯齿切屑相关理论,以单位切削力、切削力静态分量和动态分量为指标,对PCD/PCBN两种超硬刀具高速切削TC4钛合金的切削力进行对比研究。研究发现：两种超硬刀具高速切削TC4钛合金时,单位切削力大小基本相同,且均随切削速度增大而整体呈略微增加趋势,均随进给量、背吃刀量的增大而减小;单位切削力大小取决于锯齿形切屑基块内材料应变及应变率强化作用和温度弱化作用。两种超硬刀具切削力静态分量大小基本相同,且均随切削速度的增大整体呈略微增大趋势,均随进给量和背吃刀量的增大而增大。两种超硬刀具的切削力动态分量均随切削速度的增大而减小,均随进给量和背吃刀量的增大而增大。PCD刀具的切削力动态分量大于PCBN刀具;切削力动态分量大小与靠近刀尖处发生热塑剪切失稳切削层材料的体积和温度有关。     

基于DEFORM的整体CBN刀具切削钛合金的有限元分析

利用DEFORM-3D有限元软件对整体CBN刀具车削钛合金进行了三维仿真,采用单因素试验法模拟分析CBN刀具车削钛合金时切削速度、背吃刀量和进给量对切削力和切削温度的影响。仿真结果表明:对切削力影响最大的是背吃刀量,其次是进给量,切削速度的影响最弱。切削温度方面,切削速度对其影响最大,背吃刀量最小。     

TC4钛合金大进给铣削参数优化试验

为提高TC4钛合金的铣削加工效率,基于材料去除率和刀具后刀面磨损量,通过大进给铣削加工方式对TC4钛合金进行铣削参数优化试验。通过试验确认,切削速度对刀具耐用度的影响最大,在切削速度50 m/min、进给量0.5 mm/Z、切削宽度15 mm、切削深度1.2 mm时,TC4钛合金大进给铣削的材料去除率达到16 110 mm³/min,且刀具处于正常磨损状态。     

PDC刀具切削参数对切削力和表面粗糙度的影响

研究了PDC刀具的切削参数对切削力和表面粗糙度的影响。结果表明进给量和背吃刀量是影响切削力的主要因素,切削速度对切削力的影响较小。小进给量、高切削速度有助于提高工件表面光洁度。     

加工参数对高速铣削超高强度钢32Cr3NiMoVA刀具磨损的影响

采用金属陶瓷刀具高速铣削超高强度钢32Cr3NiMoVA,研究加工参数(切削速度、进给量和切削深度)对刀具磨损的影响。研究结果表明:在切削速度范围400～1 000 m/min之内,金属陶瓷刀片前刀面都有垂直于切削刃刃口的热裂纹产生,切削速度和切削深度越大,热裂纹越显著,进给量越大,热裂纹反而减少。采用金属陶瓷刀片铣削超高强度钢时,推荐采用较小的切削速度和较大的进给量。     

Inconel 718合金超声振动切削质量与刀具寿命控制研究

超声振动切削UVC是解决难加工材料精细加工问题的理想方法。在对Inconel718合金同时进行UVC和传统车削法CT加工中,研究了切削参数（切削速度、进给量、切削时间）对刀具切削性能的影响。通过对刀具磨损、切屑形态和工件表面粗糙度的研究,发现在进行低速硬态切削时,UVC在切削表面质量和刀具寿命方面均优于传统车削加工。同时随着刀具－工件表面接触率TWCR的降低,刀具磨损和切削力随之降低,而工件表面质量和刀具寿命得到提高。     

高速干切削时金属陶瓷刀具磨损的试验研究

对金属陶瓷刀具高速干切削45钢时的磨损情况进行了试验和分析。结果表明,进给量对金属陶瓷刀具后刀面磨损的影响与切削速度和刀具磨损形态密切相关,对刀具寿命的影响与低速湿切削时存在较大差异。     

YG8硬质合金刀具干切削铝合金表面粗糙度及刀具磨损研究

采用YG8硬质合金刀具对铝合金进行干切削正交试验,采用共聚焦显微镜测量加工表面粗糙度,分析切削参数进给量、切削速度、背吃刀量对铝合金加工表面粗糙度的影响规律。结果表明:进给量对加工表面粗糙度影响较大,其次是切削速度,而背吃刀量的影响相对较小。采用扫描电子显微镜(SEM)观察刀具磨损表面形貌,采用能谱分析仪(EDS)对刀具磨损表面进行元素分析,分析研究了刀具磨损机理。     

基于正交试验的高速切削钛合金切削力研究

随着钛合金在各行业的广泛应用,钛合金的高速切削加工技术成为航天航空工业及其他制造业中的难题之一。切削力是研究切削过程的重要物理量之一,其大小和变化对工件加工品质、刀具磨损和寿命等都具有影响。本文以钛合金Ti6Al4V为研究对象,用正交试验的方法分析了切削速度、进给量和背吃刀量三个因素对切削力的影响,结果表明:径向力、切向力、轴向力都是随切削速度增大而减小,随进给量和背吃刀量的增大而增大,切削用量的变化导致各向切削力与切削合力的变化趋势基本一致;背吃刀量对切削力影响最大,进给量次之,切削速度最小;三个方向力中,轴向力最小,径向力次之,切向力最大。     

再制造高硬堆焊层切削加工研究

采用高性能硬质合金YG610对洛氏硬度为HRC30和HRC45的两种堆焊层进行切削三要素的正交试验.试验结果表明:两组试验中三要素对加工过程的影响规律基本一致,即进给量、切削速度、切削深度对刀具切削里程的影响幅度依次减小.其中,进给量对刀具切削里程的影响是单调的,随进给量的增大,刀具破损速度急剧增加,最大切削里程降低.切削深度的增加对刀具切削里程的影响相对较小,尤其是高硬材料切削过程中,切削深度的增加对刀具切削性能的影响几乎可以忽略.因此,降低进给量和增加切削深度是冲击材料加工过程中保持刀具切削能力和提高材料去除率的良好方法.