PVD涂层刀具高速铣削砂岩切削力研究

单因素实验研究金刚石涂层刀具高速铣削石墨,改变切削用量等因素对切削力的影响。研究切削力参数,找出其显著性因素,为提高砂岩表面加工精度,改善机床的动力学特性提供理论依据。通过设计正交试验方案,在不同的切削参数(切削速度、进给量、切削深度)下进行PVD涂层刀具高速铣削砂岩切削力试验。利用测力仪测出各组试验的切削力信号图,并记录各组切削力的试验结果。分析单一切削参数的变化对切削力的影响情况,采用最小二乘法原理对切削力经验公式回归系数进行参数估计,并对经验公式进行相关性检验,检验结果表明显著性很高。最终得出结论:对切削力影响最大的因素是切削深度,且随着切削深度的增加切削力增加;切削力影响最小的因素是切削速度,且随着切削速度的增加切削力减小。     

Zr基大块非晶合金铣削力实验研究

为了了解非晶合金的切削力学特性,以Zr基大块非晶合金和45钢为对比试样,通过正交实验探明非晶合金的铣削力特点以及铣削参数对切削力的影响,并利用线性回归方法建立了实验条件下的铣削力经验公式。实验结果表明:非晶合金Y轴铣削力最大,X轴最小,而且Y轴铣削力受铣削参数变化影响最大,其次为X轴,Z轴则几乎不受影响;轴向切削深度和径向切削深度对铣削力的影响明显,进给量和切削速度的影响较小。     

基于并联机床的2A12铝合金铣削力的实验研究

利用BJ-042(A)型并联机床,通过多因素回归正交实验,建立了2A12铝合金材料关于切削速度v、每齿进给fz、径向切深ae、轴向切深ap四个切削参数的铣削力经验公式,并进行了单因素试验验证和时域仿真.对其应用条件进行了讨论,为进一步研究铝合金加工变形及振动提供了可靠的边界条件.     

高速铣削LF21铝合金铣削参数对铣削力影响规律的研究

采用正交实验法研究了LF21铝合金在进行平面铣削时铣削力与铣削参数之间的影响关系,试验结果的方差分析表明,在试验所采用的切削参数范围内,背吃刀量对铣削力的影响最为显著,另外切削速度、每齿进给量以及背吃刀量分别与切削速度和每齿进给量之间的交互作用等对铣削力也有显著性影响.通过直观分析得到使铣削力小且加工效率高的参数组合为高转速(高切削速度)40 000r/min、小的每齿进给量0.03min/齿和小的背吃刀量0.5mm.在分析铣削参数对铣削力的影响规律基础上,建立了LF21铝合金在试验参数范围内铣削力与切削速度、每齿进给量和背吃刀量之间的数学模型.     

CVD涂层刀具高速铣削天然大理石表面粗糙度研究

为了提高大理石加工表面质量,改进表面粗糙度,通过设计正交试验方案,进行CVD涂层刀具高速铣削天然大理石试验,检测加工表面粗糙度,分析天然大理石表面粗糙度随着单一切削参数的变化规律,并基于经验公式,以切削速度、切削深度及进给速度为影响因素建立加工大理石表面粗糙的预测模型。通过试验得到大理石表面粗糙度随着切削速度的增加而降低,随着进给速度和切削深度的增加而增加。结果表明:预测模型具有较高的显著性,为优化切削参数以改善加工大理石表面质量提供一定的参考;切削深度是影响加工大理石表面粗糙度的主要因素。     

高速铣削钛合金Ti6A4V铣削力试验研究

采用涂层硬质合金刀具对钛合金Ti6A14V进行了高速铣削试验.通过分析正交试验直观图,研究了铣削参数的变化对铣削力的影响,为合理选择铣削参数提供了可靠的依据.高速铣削试验表明:采用小的轴向切削深度和每齿进给量及较大的径向切削深度和切削速度有利于减小铣削力.基于概率统计和回归分析原理,建立了铣削力回归方程,并对回归方程进行了显著性检验,检验结果表明:所建立的回归方程呈高度显著检验状态,与实际情况拟合的较好.     

2024铝合金铣削加工表面残余应力仿真研究

为了研究不同的铣削参数对2024铝合金铣削过程中铣削加工表面残余应力的影响,采用有限元仿真与试验验证结合的方法,利用有限元建立2D铣削仿真模型,研究铣削过程中切削表面残余应力随切削参数的变化,并在相同的切削参数下进行铣削试验测量切削表面残余应力,采用正交试验和单因素试验对铣削参数进行优化。结果表明,有限元仿真的结果与试验的结果数据相近,验证了有限元模型的准确性,通过正交试验选出最优的铣削工艺参数为切削速度500m/min、每齿进给量0.05mm/z、铣削宽度10mm、铣削深度0.5mm;在切削2024铝合金时,在不影响生产的条件下,采用较低的切削速度,较低的进给量、铣削深度和铣削宽度,得到的表面残余应力值较小。     

硬质合金刀具高速干铣削Ti6Al4V刀具寿命研究及切削参数优化

Ti6Al4V是典型的难加工材料,切削效率低,刀具磨损严重。文章对硬质合金刀具在高速范围内干铣削Ti6Al4V进行了正交试验,获得了干切削状态下铣削刀具寿命的经验公式,并利用扫描电镜（SEM）和能谱分析（EDS）研究了铣削刀具的磨损形态和磨损机理,粘结、扩散及氧化是硬质合金刀具的主要磨损机理。最后,利用等寿命-效率响应曲面法,对硬质合金刀具在干切削状态下铣削Ti6Al4V的切削参数进行了优化,在效率不变的情况下,适当降低切削速度,增大切削深度,可以提高刀具寿命。试验刀具的切削参数优化结果为：切削速度40—60m／min、轴向切削深度0．5—1mm、径向切深7—10mm、进给量0．07—0．1mm／r,在建议切削参数下刀具寿命约在30—50min。     

硬质合金立铣刀铣削镍基高温合金GH4169的铣削振动试验研究

在切削液条件下采用单因素试验方法,进行涂层硬质合金立铣刀铣削GH4169试验,对比分析了切削用量对铣削振动的影响规律。试验结果表明:在试验条件范围内,单因素法改变切削用量对铣削振动的影响不同,铣削振动值从大到小分别为v_x、v_y、v_z;切削速度v_c与每齿进给量f_z对铣削振动的影响较大;径向切削深度a_e对铣削振动的影响不明显;轴向切削深度a_p对铣削振动的影响显著。     

Al/SiC材料螺旋铣孔铣削力实验研究

螺旋铣孔具有铣削力小、加工质量好、加工效率高的优点。Al/SiC是典型难加工材料,铣削过程中铣削力和转矩大。铣削力和转矩大会造成刀具及其工件严重变形,铣削力和转矩在很大程度上也会影响零件表面质量和使用性能。应用螺旋铣孔技术加工Al/SiC材料孔,研究了切削速度和进给率对铣削力和转矩的影响规律。实验结果表明切削速度和进给率对铣削力和转矩有重要影响。铣削力和转矩随切削速度增大先增大后减小。铣削力和转矩随进给率增加而增加。并从切屑几何形状、加工硬化、热软化、材料微观结构方面分析了铣削力随切削参数的变化规律。从铣削力和加工效率方面考虑实际生产中可以增加切削速度,适当降低进给率,为实际生产过程提供指导。     

行星复合铣削及其刀具研究

行星复合铣削方法是复合加工方法的一种实现形式,该加工方法所产生的切削力较普通端铣加工的切削力有大幅度的降低,从而能有效地降低切削热、减少工件变形、提高刀具寿命。行星复合铣削方法切削力大幅度地降低的主要原因是该方法的切削轨迹使其能将厚切削层分解为细小的切削层,而该方法中的立铣刀的螺旋角和半径对实际切削力的影响很小。行星复合铣削方法在刀盘低速旋转时就能实现高速切削,有效地避开了高速旋转刀盘的动平衡问题,结合其切削力小的优势,通过增大刀盘直径并增加立铣刀数量来提高加工效率。行星铣刀采用行星轮系结构,能够达到行星复合铣削方法切削轨迹要求,具有扭矩大、运转可靠等优势。     

方肩铣刀高速铣削TC4钛合金试验研究及参数优化

利用单因素试验方法,采用镶齿硬质合金涂层方肩铣刀进行钛合金高速铣削试验,研究每齿进给量、铣削宽度、铣削深度、铣削速度对于铣削力的影响。通过对铣削力进行分析,建立方肩铣刀高速铣削的铣削力模型,并采用MATLAB遗传算法以进给方向铣削力Fy最小为目标,对铣削参数进行了优化并给出了最优解集。实验结果表明,使用优化后的参数加工薄壁件可有效减小切削力。     

球头铣刀动力学模型及其铣削加工稳定性的研究

根据螺旋刃球头铣刀的几何模型,考虑切削加工时刀齿的有交切削区及再生效应,建立球头铣刀的单刃切削力模型;进行模态实验和参数识别,建立螺旋刃球头铣刀的动力学模型;在Matlab环境下,基于龙格-库塔法对球头铣刀铣削加工过程稳定性进行仿真,结果表明:该模型能很好地描述切削过程中的稳定性及振动等动学特性,对于实际铣削加工过程及实验机的优化设计具有指导意义。     

机器人铣削加工让刀误差建模与分析

在机器人切削加工工艺过程中,让刀误差是影响切削加工精度的重要因素之一。以球头铣刀铣削加工为研究对象,视其为准静态运动过程,根据机器人静弹性力学模型和球头铣刀切削力模型,建立了机器人切削过程的让刀误差数学模型。同时,提出了一种基于基因遗传算法的刀具姿态优化方法,以减小切削过程的让刀误差。最后,通过仿真分析了切削参数、刀具姿态和机器人刚度等因素对让刀误差的影响,验证了刀具姿态优化方法的可行性。     

基于有限元法的微径铣刀变形分析

文章基于有限元法建立了微径铣刀的欧拉悬臂梁结构动力学模型,求解了不同刀头直径,不同刀头长度和不同刀柄组合的微径铣刀的固有频率,可知随着悬伸长度的减小,固有频率表现出明显的尺度效应。通过计算微径铣刀的振型及变形得知,当悬伸长度相同时,在静态作用力下,随着刀头直径的减小,刀具变形增大;在动态作用力下,刀具变形对微径铣刀的铣削频率和固有频率的平方较敏感,铣削频率离微径铣刀的固有频率越近,刀具变形越大。微径铣刀的动力学变形分析有助于研究微细铣削力、合理选择微细铣削参数、提高铣削过程稳定性,从而获得良好的加工质量。     

基于田口法和主成分分析法的高速铣削316L不锈钢的参数优化

为了全面考虑切削参数对切削过程中切削力和振动的综合影响,将田口法与主成分分析法相结合,应用SPASS软件,以切削合力和切削振动为综合目标进行切削参数优化,得出小直径铣刀高速铣削316L不锈钢外形轮廓的最优的切削参数组合,并验证了结果的正确性。     

螺旋焊管带钢铣边机刀块的选择

生产螺旋焊管用热轧钢带采用铣边机铣削板边可以获得满意的精加工效果,而铣边机刀块的选择极为重要。通过对铣边机铣削工艺、切削力、切削热的分析,找出了影响刀块使用寿命的原因。确定合理的铣削速度、进给量等铣削工艺参数,选择合适的硬质合金刀块,可以延长铣刀盘的使用寿命,减少生产线的停车次数。     

铝合金6061-T6三维铣削加工有限元仿真及实验

为了获得6061-T6铝合金材料在铣削过程中铣削参数对铣刀切削性能的影响,使用有限元软件AdvantEdge建立有限元模型,研究了铣削深度、铣削宽度和主轴转速对切削力及温度的影响。根据仿真结果分析可得,铣削参数对切削力的影响铣削深度﹥铣削宽度﹥主轴转速;对温度的影响铣削宽度﹥铣削深度﹥主轴转速。通过实验对比,发现仿真结果与实验结果误差不超过30%,且切削力的走向基本一致,说明仿真结果是可信的。     

Milling force prediction using a dynamic shear length model

Modelling of cutting forces in milling is often needed in machining automation. In this paper, a new method for the determination of the cutting forces in face milling is presented, which applies a predictive machining theory originally developed for orthogonal cutting to milling operations, with a dynamic shear length model developed and incorporated. The proposed dynamic shear length model is developed based on the analysis for the true tooth trajectories of a milling cutter, taking into account of the characteristic wavy surface effects in milling. The prediction for the cutting forces is carried out at each step of the angular increment of cutter rotation from input data of fundamental workpiece material properties, tool geometry and cutting conditions. Cutting forces at a cutter tooth can be predicted once the shear angle, shear length, shear plane area, and the shear flow stress along the shear length have been determined. The milling force prediction using the dynamic shear length model is verified through milling experimental tests. The sensitivity of the difference between the static and dynamic shear length models with respect to the feed per tooth and the cutter diameter is discussed.     

基于切削力实现铣刀实时监测的实用性研究

根据生产实际,提出基于切削力实现铣刀实时监测的方法。在考虑切削参数一定时,建立了切削力与后刀面磨损量(VB值)的数学模型。通过提取切削力信号方差,建立了监测模块。并在对机床改造小的前提下,设计了带有力传感器的机床夹具,使监测更加简单可行。