高速微铣削铝合金表面粗糙度的多指标正交试验研究

利用小型高速精密微铣削机床在6061铝合金表面加工微沟槽结构,对加工后的试件表面质量进行研究,以试件表面粗糙度Ra、Rz值为衡量指标,利用正交试验方法分析主轴转速、刀具悬伸量、进给量和轴向切深等因素对表面质量的影响。试验结果表明：试件表面粗糙度值整体变化趋势从大到小依次为中线区、顺铣区、逆铣区。主轴转速对表面粗糙度影响最显著,而其他因素随着表面质量要求的不同有所变化。综合考虑表面质量要求,最优组合为:刀具悬伸量为18mm,轴向切深为10μm,进给量为30mm/min,主轴转速为48 000r/min时,试件表面粗糙度最小,此时表面粗糙度Ra值为0.075μm,表面粗糙度Rz值为0.579μm。     

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...     

Vit1块体金属玻璃微铣削表面粗糙度试验研究

为研究金属玻璃的微铣削表面粗糙度,采用直径为0.5 mm的双刃硬质合金微铣刀,在Vit1块体金属玻璃表面加工微尺度沟槽结构;以试件表面粗糙度Ra值为衡量指标,利用三因素五水平正交试验方法分析主轴转速、进给速度和铣削深度对微铣削表面质量的影响。试验结果表明:主轴转速对表面质量影响最为显著,而进给速度影响较小。对影响表面质量及形貌的原因进行了深入分析,其结果对研究Vit1块体金属玻璃的微铣削加工机理具有一定的借鉴意义。     

石英玻璃旋转超声铣削表面质量研究

探索了高频旋转超声铣削石英玻璃的工艺规律与材料去除机理,检测分析了加工表面粗糙度与表面形貌,借助Matlab平台建模仿真了进给速度和主轴转速对磨粒运动轨迹的影响规律,研究了进给速度、主轴转速、切削宽度以及切削深度对加工表面质量的影响规律与机理。进给速度增大会导致刀具上的单颗金刚石磨粒的切削速度增大,参与切削的摆线平面投影运动轨迹变长,使表面粗糙度随进给速度增加先增大后减小;表面粗糙度值随主轴转速的增大总体上呈现出先减小后增大的趋势,主轴转速为3 000 r/min时铣削表面粗糙度最小;表面粗糙度值随切削宽度增大先增大后减小,切削宽度直接决定相邻刀具路径对应加工区域重叠范围,进而产生不同的磨粒划刻加工叠加效果;随切削深度增大,表面粗糙度值呈现出先增大后减小再增大的趋势,铣削过程中超声振动与切削深度配合产生的近成形表面材料去除模式对表面质量具有关键性作用。研究工作可为石英玻璃旋转超声铣削加工提供一定的工艺基础。     

微铣削主轴摆角对表面质量和毛刺成形的影响

微铣削是以较低生产成本加工高质量微小零件和微观结构表面的有效方式,而相关的工作机理尚处于研究阶段。通过运动学仿真分析和试验研究相结合的方法,设计一组星形槽微铣削试验,研究微型铣床主轴摆角对槽底表面质量和毛刺成形的影响。研究发现:当主轴摆角在±1.5°范围内时,表面粗糙度值Ra<0.1μm,但易成形大毛刺且毛刺数量多;随着主轴摆角增大,槽底表面粗糙度值增大,但毛刺明显减少,且多为小毛刺。仿真结果与试验数据相符,但由于试验中存在刀具磨损和机床误差等因素,试验检测的粗糙度值高于仿真计算结果。     

0Cr18Ni9不锈钢焊缝高速铣削表面粗糙度试验研究

采用正交试验方法进行0Cr18Ni9不锈钢焊缝高速铣削试验,分析铣削参数对表面粗糙度的影响规律,并建立表面粗糙度的经验预测模型。结果表明:随着主轴转速的增大,表面粗糙度值减小,而随着进给速度、切削深度的增大,表面粗糙度值增大,进给速度对表面粗糙度的影响较为明显;较高的主轴转速和较低的进给速度的交互作用有利于减小表面粗糙度值,提高表面质量。     

单晶硅微铣削塑性去除表面质量实验研究

以脆性材料单晶硅为研究对象,采用微铣削工艺技术,探讨单晶硅在雾性冷却条件下的塑性去除机理,研究不同切削工艺参数对单晶硅表面质量的影响,通过正交实验的方差分析得出,影响表面质量的主次因素依次为进给速度、铣削深度、主轴转速,获得的优化工艺参数即主轴转速为48 000 r/min,铣削深度为5μm,进给速度为20μm/s时,表面粗糙度最小,即表面质量最好。研究结果为脆性材料的塑性去除机理提供一定的理论参考和实验依据。     

微细铣削表面质量的研究综述

随着微小型零件的需求日益迫切,微细铣削技术因其精度高、成型能力强等优势受到越来越多的关注。零件的表面质量关系到其机械性能与装配性能。因此,对微细铣削加工后零件的表面质量的研究,近年来已经成为机械制造领域中的重要课题。本文综述了微细铣削加工过程中主轴转速、进给量、轴向切深和径向切深对表面质量的影响,并将微细铣削表面质量按照表面粗糙度、残余应力、加工硬化、毛刺四个方面展开论述。     

微细铣削硬铝时切削用量对表面粗糙度的影响

利用自研的三轴微小型立式数控铣床和微径立铣刀(直径小于1mm),通过双因素及中心复合实验设计的方法,分析微细铣削硬铝LY12过程中的铣削参数(包括每齿进给量、轴向切深、主轴转速、刀具直径以及刀具悬伸量)对工件表面粗糙度的影响,重点探讨了每齿进给量和轴向切深对表面粗糙度的交互影响,并建立了数学模型,为微细铣削工艺参数的选择和表面质量的控制提供了基本依据。     

单晶铝微尺度铣削表面质量实验研究

为探究单晶铝微尺度铣削的表面质量,采用直径为0.4mm的微铣刀对单晶铝进行三因素五水平的微尺度铣削正交实验。首先,通过极差分析的方法得到:主轴转速对其表面质量的影响最大,进给速度的影响次之,铣削深度的影响最小;得到的最优工艺参数组合为:主轴转速为36000r/min,铣削深度为10μm,进给速度为80μm/s,此时单晶铝的表面质量最好。然后,分别得到主轴转速、铣削深度和进给速度对表面质量的影响规律,并对其原因进行了深入分析,为单晶铝材料的微尺度铣削加工提供理论依据。     

螺旋铣孔工艺的切削稳定性及工艺参数规划

以螺旋铣孔工艺时域解析切削力建模、时域与频域切削过程动力学建模、切削颤振及切削稳定性建模为基础,研究了螺旋铣孔的切削参数工艺规划模型和方法。切削力模型同时考虑了刀具周向进给和轴向进给,沿刀具螺旋进给方向综合了侧刃和底刃的瞬时受力特性;动力学模型中同时包含了主轴自转和螺旋进给两种周期对系统动力学特性的影响,并分别建立了轴向切削稳定域和径向切削稳定域的预测模型,求解了相关工艺条件下的切削稳定域叶瓣图。在切削力和动力学模型基础之上,研究了包括轴向切削深度、径向切削深度、主轴转速、周向进给率、轴向进给率等切削工艺参数的多目标工艺参数规划方法。最后通过试验对所规划的工艺参数进行了验证,试验过程中未出现颤振现象,表面粗糙度、圆度、圆柱度可以达到镗孔工艺的加工精度。     

The performance Of DLC-coated and uncoated ultra-fine carbide tools in micromilling of Inconel 718

Coating is an important factor that affects cutting-tool performance. In particular, it directly affects surface quality and burr formation in the micro milling process. After the micromechanical machining process, surface quality is very hard to increase by a second process (grinding, etc.). In addition, in micromechanical machining, the cutting tool needs to have a good resistance to wear, owing to the fact that the cutting process is carried out at high speed. In this study, the machinability of Inconel 718 superalloy was investigated, using a Diamond Like Carbon (DLC) coated tool. The experimental tests were carried out in dry cutting conditions for different feed rates and depth of cuts. It was found that the dominant wear mechanism for all cutting parameters was identified to be abrasive and diffusive wear. Besides, a significantly Built Up Edge (BUE) formation was observed in uncoated tool. The results clearly show that DLC coating significantly decreased BUE. In addition, a smaller cutting force and better surface roughness were obtained with a DLC-coated tool. In conclusion, DLC coating can be used in micro milling of Inconel 718. It reduces the BUE and burr formation, improves surface roughness.     

金刚石磨头刀具磨铣加工对高体份SiCp/Al复合材料加工表面质量的影响

针对高体份SiCp／Al复合材料,采用佥刚石磨头刀具磨铣切削的加工方法,研究了高速磨铣加工中机床主轴转速、工件进给速度及背吃刀量对材料加工表面形貌损伤以及表面粗糙度的影响规律。研究表明,机床主轴转速的提高、工件进给速度的减小都能够减小材料表面形貌的损伤情况,改善加工表面粗糙度质量：背吃刀量的改变对材料表面形貌损伤以及表面粗糙度的影响不大。     

激光冲击软模大面积微弯曲成形方法

为了实现金属箔板大面积微弯曲成形,本文结合激光冲击微弯曲成形技术与软模成形技术的优点,提出了激光冲击软模大面积微弯曲成形方法。 该方法是在脉冲激光冲击波压力下,将软模作为柔性冲头作用于金属箔板来实现工件成形的。实验中使用了Innolas Gmbit公司生产的Spitlight 2000 THG脉冲激光器,将250 μm厚的聚氨酯橡胶薄膜作为软模,采用德国LPKF-ProtoMat-C60型雕刻机在印刷电路板上加工出深度为120 μm的U型多槽模具,实现了在厚度为30 μm的铜箔板上一次性对3个U型凹槽冲击成形。用KEYENCE VHX-1000C超景深三维显微系统进行工件观测,结果显示工件上的微成形槽具有良好的轮廓质量。以ANSYS/LS-DYNA为平台,使用有限元建模（FEM）方法对微弯曲过程进行了数值模拟。实验和模拟结果均表明,加载软模的工件与模具的U型凹槽特征在形状上更加接近,成形工件更加均匀,而且具有较好的表面质量,其最大平均成形深度可达110 μm,大于激光直接冲击成形的最大深度（88 μm）,说明使用软模提高了充型能力。     

高速铣削超高强度钢的切削力及表面粗糙度研究

选用涂层硬质合金刀具对300M超高强度钢进行高速铣削试验,通过单因素试验和多因素正交试验法,得出铣削参数(主轴转速、每齿进给量、铣削深度)对切削力及表面粗糙度的影响规律及主次关系。对正交试验结果做最小二乘法分析,建立切削力及表面粗糙度与铣削参数之间的经验模型;对经验模型的回归方程及系数做显著性检验,并对其进行参数优化,得出铣削参数的最优组合。结果表明:主轴转速和铣削深度对切削力的作用较大,而每齿进给量对其影响相对较弱;每齿进给量对表面粗糙度作用最强,铣削深度次之,主轴转速对其作用最弱。     

涂层刀具高速铣削模具钢SKD11的表面粗糙度模型预测

为有效控制和预测高硬度模具钢加工的表面质量和加工效率,通过设计正交切削试验,研究了在不同切削参数组合(主轴转速、进给速度、轴向切削深度和径向切削深度)及冷却润滑方式条件下、Ti Si N涂层刀具对模具钢SKD11(62HRC)的高速铣削。应用BP神经网络原理建立表面粗糙度预测模型,并进行试验验证其准确性。研究表明,在不同加工条件下,基于BP神经网络模型建立的涂层刀具铣削模具钢SKD11表面粗糙度模型有较好的预测精度,其预测误差在3.45%-6.25%之间,对于模具制造企业选择加工工艺参数、控制加工质量和降低加工成本有重要意义。     

响应曲面法优化超高强度钢铣削加工切削参数的研究

通过试验对30CrMnSiNi2A钢高速干铣的表面粗糙度进行研究。在因子试验研究的基础上利用响应曲面法考察了切削速度、进给量、切深和切宽四个因素对表面粗糙度的影响规律并寻求最优工艺参数。结果表明切削速度对表面粗糙度值影响最大,响应曲面法用于超高强度钢的高速铣削参数优化可行有效。     

高速铣削铝合金时切削力和表面质量影响因素的试验研究

对高速铣削典型铝合金框架结构工件时的切削力和加工表面质量进行了试验研究。在高速进给铣削时 ,当进给方向发生改变 ,机床的加减速特性将导致在拐角处进给量减小、铣刀切入角增大 ,从而引起切削力增大和加工振动。在恒切削效率条件下高速铣削铝合金的试验结果表明 ,高速铣削时宜采用较小的轴向切深和较大的径向切深 ,以减小铣削力、提高加工表面质量 ;刀具动平衡偏心量是高速铣削时引起轴向振纹的主要原因     

An association rule mining and maintaining approach in dynamic database for aiding product–service system conceptual design

Many previous researches on high-speed machining have been conducted to pursue high machining efficiency and accuracy. In the present study, the characteristics of cutting forces, surface roughness, and chip formation obtained in high and ultra high-speed face milling of AISI H13 steel (46–47 HRC) are experimentally investigated. It is found that the ultra high cutting speed of 1,400?m/min can be considered as a critical value, at which relatively low mechanical load, good surface finish, and high machining efficiency are expected to arise at the same time. When the cutting speed adopted is below 1,400?m/min, the contribution order of the cutting parameters for surface roughness Ra is axial depth of cut, cutting speed, and feed rate. As the cutting speed surpasses 1,400?m/min, the order is cutting speed, feed rate, and axial depth of cut. The developing trend of the surface roughness obtained at different cutting speeds can be estimated by means of observing the variation of the chip shape and chip color. It is concluded that when low feed rate, low axial depth of cut, and cutting speed below 1,400?m/min are adopted, surface roughness Ra of the whole machined surface remains below 0.3?μm, while cutting speed above 1,400?m/min should be avoided even if the feed rate and axial depth of cut are low.