BT20钛合金高效数控开槽铣削技术研究

提高切削效率是钛合金广泛使用的重要保证。本文针对钛合金BT20壁板数控开槽铣削效率低的问题，通过分析钛合金切削加工性和壁板数控加工工艺，提出了优化数控切削刀位轨迹、增加切削系统刚性、优化刀具结构的措施．并通过切削试验验证之。结果表明，文中的技术方案对BT20钛合金开槽铣削切实有效，使数控开槽效率提高100％以上.     

数控铣高效加工的应用

高效加工(Volumill)是一种近年兴起的一种新的加工方式,采用优化过的刀具路径,能充分利用刀具切削刃长度,实现高速切削。通过引进高效加工技术,经过2年的摸索,结合公司实际情况,摸索出一整套高效加工的经验,使数控铣粗加工效率大幅提高,不但提高了加工效率,而且提高刀具使用寿命,降低机床磨损,解决了难加工材料(镍基高温合金,钛合金,铁钴镍合金,不锈钢等)加工效率低的问题。     

飞机用钛合金结构件高效精密加工技术

钛合金具有密度小、力学性能优良、耐腐蚀等优点,被越来越多的应用在现代新型运输机及客机的机体结构及发动机上。但钛合金也同时存在难切削、加工效率低、加工过程中应力变形大、加工精度难以保证等缺点,传统的加工方法已无法满足飞机工业对钛合金结构件的需求。为此,对可适用于加工飞机用钛合金结构件的高效精密加工技术进行了概述,指出通过采用小切深、大进给的高速铣削技术,大切深、小进给的强力切削技术以及插铣粗加工技术可以提高钛合金结构件的加工效率;在制造钛合金悬臂梁结构件及加工结构件上的定位孔时,采用高效精密加工技术可以提高结构件型面及孔的精度,从而提高产品质量,缩短加工周期,降低飞机制造成本。     

钛合金材料的数控加工方法

文章对钛合金的物理性能、化学性能以及切削性能进行了详细地分析.根据产品技术要求,文中介绍了一种新的钛合金电缆端子数控加工工艺方法,其中包括利用加工中心的可编程性合理编制数控加工程序,利用加工中心的操作人性化之特点优化切削参数.文章运用了对比的方法介绍了合理选择刀具几何形状以及采用普通高速钢钻头和立铣刀加工高精度大孔径比钛合金孔的加工工艺路线和措施.并通过实际样件的加工验证了改进刀具、优化切削参数及加工工艺方法的实用性.     

基于刀具磨损率及加工效率的工艺参数优化

钛合金环槽铆钉因其高的铆接强度及良好的防松性能被广泛应用于航空航天行业。钛合金切削性能差,切槽刀具工作环境恶劣,使得切槽车刀的磨损更加严重。以钛合金环槽车削加工为研究对象,运用数值方法,得到不同的切削速度、进给量参数下,钛合金车削加工环槽时硬质合金刀具后刀面的磨损速率。通过数据分析,建立刀具后刀面磨损速率预测模型,利用最小二乘法进行参数辨识。应用遗传算法对考虑刀具后刀面磨损速率和切削加工效率的双目标进行优化,得到最优工艺参数组合。结果表明,经过优化的工艺参数,使整体目标值提高了2.9%。     

车-铣组合切削在钛合金加工中的应用研究

针对钛合金产品加工困难的问题,通过分析钛合金的切削加工性能,分别从刀具材料、刀具角度、切削用量及切削液等方面论述了钛合金产品车削加工工艺的优化策略,提出了采用楔形刀具和车-铣组合切削方式改善钛合金切削加工条件和提高加工效率的新思路,解决了传统切削加工钛合金产品的技术难题,对进一步研究钛合金的切削加工工艺具有一定的参考价值和生产指导意义。     

提高模具型面数控粗加工效率的加工策略

从主轴刀柄选用、刀具选型、切削参数组合、刀具轨迹编程策略等方面进行了分析,围绕提高模具型面铣削粗加工效率的途径进行了实例介绍,对于提高模具数控加工效率具有现实意义。     

高速切削钛合金的涂层硬质合金刀具粘结磨损

针对粘结磨损对涂层硬质合金刀具使用寿命的影响问题,为了优化刀具涂层材料,降低刀具磨损率,基于热力学理论,计算了硬质合金刀具涂层材料的焓值,分析了涂层材料的耐磨性,研究了涂层硬质合金刀具粘结磨损规律。通过涂层硬质合金刀具切削加工钛合金的实验,使用EDS分析仪和白光干涉仪分别对涂层硬质合金刀具切削加工后的元素能谱和表面形貌进行了分析。结果表明:采用热力学理论分析方法可以获得较好的粘结磨损预测精度,高速切削时刀具磨损区域发生了粘结磨损,磨损原因与元素扩散密切相关;粘结磨损主要发生在中速切削时;随着切削速度的提升,粘结磨损率先增加后降低。所得结论将为优化切削参数、提高刀具寿命提供有益的参考。     

基于ABAQUS有限元仿真的硬质合金刀具磨损机制研究

钛合金在切削过程中会产生严重的加工硬化现象,导致切削性下降、刀具磨损加剧,直接影响工件的加工质量.为研究钛合金切削性能和刀具磨损机制,利用ABAQUS软件建立了钛合金的有限元模型,对其切削过程进行仿真分析,研究硬质合金刀具磨损机制;设计Ti6Al4V钛合金车削实验,研究不同加工参数对刀具磨损程度的影响规律.研究结果表明...     

TiAlSiN涂层刀具高速干车削钛合金磨损机理研究北大核心

TiAlSiN涂层硬质合金刀具材料力学性能较好,探究了TiAlSiN涂层刀具高速干切削钛合金的磨损机理,为改善刀具切削性能、提高加工效率提供指导。采用TiAlSiN涂层硬质合金刀具对TC4钛合金进行高速干车削试验,研究两种切削速度(v=80、120 m/min)下刀具的磨损机理。结果表明:TiAlSiN涂层刀具前刀面主要磨损机理为粘结磨损和氧化磨损,在高速时(v=120 m/min)还存在扩散磨损;TiAlSiN涂层刀具后刀面主要磨损机理为粘结磨损、氧化磨损和磨粒磨损;刀具在v=80 m/min时切削效果更好,切削速度越高,刀具磨损越严重。     

钛合金铣削参数多目标优化及神经网络预测模型建立

为有效降低钛合金TC4铣削过程中的刀具磨损及能耗的同时提升效率,以合力弯矩、加工能耗、加工效率为优化目标开展多目标优化研究。通过单因素试验分析切削参数影响规律,通过响应曲面试验建立径向基神经网络预测模型。最后将预测模型整体引入粒子群算法中进行帕累托前沿求解得到若干组合理的切削参数组合。试验结果表明：神经网络预测模型的预测精度达95%以上;多目标优化模型的优化结果可使钛合金铣削加工过程中的合力弯矩减小28.98%、加工效率提高25.93%、加工能耗减少13.08%,可为钛合金铣削加工切削参数的选择及多个生产目标之间的协调提供有力支持。     

SKD11铣削刀具寿命试验研究及工艺参数优化

为提高SKD11模具钢铣削刀具的寿命,对SKD11模具钢进行了刀具寿命铣削试验,基于极差方法分析了各工艺参数对刀具寿命的影响规律。基于刀具寿命铣削试验,利用多元线性回归方法,推导并求解出了SKD11模具钢铣削刀具磨损的数学模型。利用最优化设计方法和MATLAB优化工具箱,以加工效率和刀具磨损为目标函数,针对实际的铣削问题优选了工艺参数。优化的工艺参数能兼顾刀具寿命和加工效率,为加工企业降低综合生产成本提供了重要的理论依据和案例参考。     

微细电火花铣削电极运动轨迹加工工艺实验

在微三维结构微细电火花铣削过程中,电极运动轨迹的规划直接影响产品的加工效率和工具电极的损耗。针对钛合金微三维结构进行了不同铣削方式的加工工艺实验,选取了最佳电极运动轨迹,其加工时间和电极损耗均明显低于其他铣削方式。     

基于灰色关联理论的空冷辅助车削钛合金端面的工艺参数优化

以TC4钛合金棒料为试验对象,以数控车床作为试验平台,对空冷辅助车削钛合金端面的切削速度、背吃刀量、进给量等主要工艺参数进行正交试验研究。采用灰色关联分析法,对工件表面粗糙度、刀具磨损量以及工件表面硬度等工艺目标进行综合评价,使多工艺目标转化为单一考察指标,得到了最佳的工艺优化组合方案,并提高了试验效率。研究结果证明:用灰色关联分析法优化后的工艺参数能够有效降低工件表面粗糙度,减少刀具磨损,使工件硬度更符合切削要求。     

Experimental investigation on the effect of the material microstructure on tool wear when machining hard titanium alloys: Ti–6Al–4V and Ti-555

An experimental investigation was conducted in this work to analyze the effect of the workpiece microstructure on tool wear behavior and stability of the cutting process during marching difficult to cut titanium alloys: Ti–6Al–4V and Ti-555. The analysis of tool–chip interface parameters such as friction, temperature rise, tool wear and workpiece microstructure evolution under different cutting conditions have been investigated. As the cutting speed increases, mean cutting forces and temperature show different progressions depending on the considered microstructure. Results show that wear modes of cutting tools used for machining the Ti-555 alloy exhibit contrast from those obtained for machining the Ti–6Al–4V alloy. Because of the fine-sized microstructure of the near-β titanium Ti-555, abrasion mode was often found to be the dominate wear mode for cemented cutting tools. However, adhesion and diffusion modes followed by coating delamination process were found as the main wear modes when machining the usual Ti–6Al–4V alloy by the same cutting tools. Moreover, a deformed layer was detected using SEM–EDS analysis from the sub-surface of the chip with β-grains orientation along the chip flow direction. The analysis of the microstructure confirms the intense deformation of the machined surface and shows a texture modification.     

Tool life and wear mechanisms in high speed machining of Ti–6Al–4V alloy with PCD tools under various coolant pressures

Usage of titanium alloys has increased since the past 50 years despite difficulties encountered during machining. Many studies involving different tool materials, cutting parameters, tool geometry and cutting fluids when machining this important aerospace material have been published. However, there are relatively few literatures available on the application of ultra hard tools in the machining of titanium-alloys. The primary objective of this study is to investigate the behaviour of Polycrystalline Diamond (PCD) tools when machining Ti–6Al–4V alloy at high speed conditions using high pressure coolant supplies. Tool performance under different tribological conditions and the dominant wear mechanisms were investigated. Increase in coolant pressure tends to improve tool life and reduce the adhesion tendency, accelerated by the susceptibility of titanium alloy to gall during machining. Adhesion and attrition are the dominant wear mechanisms when machining at the cutting conditions investigated.     

CVD金刚石刀具微铣削AA356铝合金的磨损分析

AA356铝合金已广泛应用于航空航天等领域,但其在微细加工过程中刀具磨损严重且相关机理尚不明晰.为揭示工艺参数对CVD金刚石刀具微铣削AA356铝合金的刀具磨损影响机制,基于正交试验和响应曲面法开展了微细加工试验,采用最小二乘法和粒子群优化算法建立刀具磨损的预测方程,分析刀具的磨损形貌和切削用量对刀具磨损的影响规律.结...