侧铣削参数对TC4钛合金表面粗糙度及材料去除率的影响

侧铣采用铣刀侧刃对工件进行铣削,是一种重要的数控加工方式,常用于直纹面零件.针对TC4钛合金的侧铣削加工,开展了主轴转速、进给速度、切削深度、切削宽度的四因素三水平正交试验,分析侧铣削参数对切削力、表面粗糙度及材料去除率的影响.试验结果表明,切削深度和主轴转速对切削力和表面粗糙度的影响较大,进给速度次之,切削宽度最小.切削深度和切削宽度的增大会显著提高材料去除率,在主轴转速为600r/min,进给速度为220mm/min,切削深度为5mm,切削宽度为0.4mm时,侧铣TC4钛合金的表面粗糙度质量较好且材料去除率较大.     

滚珠丝杠粗糙度和螺距误差影响因素的正交分析

针对表面粗糙度和螺距误差对滚珠丝杠性能的影响,通过正交试验对磨削过程中影响滚珠丝杠粗糙度和螺距误差的因素:砂轮转速、修整进给速度、丝杠转速、磨削深度进行试验探究,确定各因素对滚珠丝杠性能影响的主次顺序和最佳组合。研究发现,磨削过程中,粗糙度最小的工艺参数组合为砂轮转速1 144 r/min,修整进给速度208 mm/min,丝杠转速16 mm/min,切削深度2μm。以上参数影响滚珠丝杠表面平均粗糙度的主次顺序为:砂轮转速→修整进给速度→磨床丝杠转速→切削深度。螺距误差最小的工艺参数组合为砂轮转速1 144 r/min,修整进给速度208 mm/min,丝杠转速16 mm/min,切削深度1μm。以上参数影响滚珠丝杠螺距误差的主次顺序为丝杠转速→磨削深度→修整进给速度→砂轮转速。     

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。     

高体分SiC/Al复合材料微磨削表面粗糙度试验研究

SiC/Al复合材料是一种以铝为基体,碳化硅为增强颗粒的复合材料。由于材料的高硬度特性,导致已加工表面出现裂纹和磨损等现象,采用PCD刀具对SiC/Al2024进行微磨削试验,基于响应曲面法,设计实验数据,根据试验结果,建立主轴转速、进给速度和切削深度的回归方程。通过响应曲面图,分析主轴转速、进给速度和切削深度交互作用对表面粗糙度的影响程度,其从大到小依次为:主轴转速、切削深度和进给速度。主轴转速和进给速度交互影响显著,获得最小粗糙度为0.51μm。     

非球面模具斜轴磨削工艺参数优化与试验研究

针对纳米加工中碳化钨模具表面波纹度对非球面玻璃成像性能影响的问题,通过对单点斜轴磨削中的磨削刀具振动分析和磨削理论残余误差分析,阐述磨削工艺参数对表面波纹度的影响机理。结合磨削试验对磨削工艺参数进行优化,得到理想的磨削工艺参数：主轴转速40 000～45 000 r/min,工件转速为200 r/min,工作台轴向进给速度为0.1 mm/min,磨削深度为0.1μm以下时,表面波纹度可达到理想的均匀交叉状态且表面波纹度w_z值可控制在30 nm以内。     

基于灰色关联分析方法和熵权法的纵扭超声振动螺旋磨削制孔工艺参数优化

为优化纵扭超声振动辅助螺旋磨削制孔工艺参数和提高加工性能,以氧化锆陶瓷为研究对象,选取螺距、螺旋进给速度、主轴转速和超声振幅为工艺参数,设计了四因素三水平正交试验,并测量其磨削力、孔壁表面粗糙度和孔底表面粗糙度;借助灰色关联分析方法和熵权法得到最优工艺参数为螺距3.5μm,螺旋进给速度875mm/min,主轴转速20000r/min,超声振幅6μm;螺距、超声振幅、主轴转速、螺旋进给速度对灰色关联度的影响程度依次降低。建立了灰色关联度、目标参数与工艺参数的经验预测模型,得到最优工艺参数为螺距3.0μm,螺旋进给速度875mm/min,主轴转速22000r/min,超声振幅6μm;孔壁和孔底的表面粗糙度分别为0.12789μm和0.38137μm,磨削力为9.482N,且关联度略优于正交试验最大关联度。     

车铣加工光学自由曲面表面粗糙度研究

针对光学自由曲面加工的困难,将车铣复合加工应用于光学自由曲面加工中。采用正交试验极差分析法,研究了铣刀转速、进给速度、铣削深度与表面粗糙度之间的关系。试验结果表明:铣削参数对表面粗糙度的影响按照从大到小依次为工件材料、进给速度、铣削深度、铣刀转速;增大铣刀转速和进给速度,减小铣削深度,可以获得较好的加工表面。当铣刀转速为9000 r/min,进给速度为400 mm/min,铣削深度为0.06 mm,工件材料为黄铜时,车铣复合加工光学自由曲面的表面加工质量最优。     

单晶材料微磨削表面粗糙度与磨削力实验研究

为了探究微磨削对单晶DD98表面粗糙度与磨削力的影响,采用磨粒为500#和磨头直径为0.9mm的磨棒对单晶DD98进行微磨削实验。首先,设计三因素四水平正交实验,通过极差分析得到磨削参数在一定范围内对表面粗糙度影响的主次顺序,其中磨削深度影响最大,主轴转速次之,进给速度最小;并获得最优工艺参数水平组合:主轴转速为60000r/min,磨削深度为6μm,进给速度为20μm/s。其次,对单因素实验进行微磨削实验,得到在一定范围内,得到表面粗糙度值和磨削力值都随主轴转速的增大、磨削深度的减小、进给速度的减小而减小,并对这种影响规律进行分析。为单晶DD98的微磨削提供了重要的理论基础。     

PVD涂层铣刀的制备及其磨损研究

采用物理气相沉积(PVD)对硬质合金立铣刀进行涂层处理,并对钛合金进行铣削测试。研究TiSiN和ZrAlN两种不同类型PVD涂层硬质合金铣刀的磨损情况以及钛合金铣削表面粗糙度和表面形貌。磨损实验结果表明：当主轴转速N、铣削深度a_p、铣削宽度a_e、进给速度v_f分别为8000r/min, 2mm, 0.30mm, 1200mm/min时,无涂层、TiSiN涂层、ZrAlN涂层三种硬质合金铣刀的第一后刀面磨损量分别达到133μm, 61μm, 33μm。钛合金铣削实验结果表明：当铣削参数为主轴转速8000r/min、铣削深度0.1mm、铣削宽度0.05mm和进给速度800 mm/min时,无涂层、TiSiN涂层、ZrAlN涂层三种硬质合金铣刀获得的钛合金铣削表面粗糙度分别为0.35μm, 0.40μm, 0.38μm。ZrAlN涂层可以明显抑制钛合金切削过程中的黏刀现象,降低黏着磨损情况,有效提高硬质合金铣刀的切削性能。     

车削工艺参数对18CrNiMo7-6钢切削力及表面粗糙度的影响

为了探究车削工艺参数对18CrNiMo7-6钢标准疲劳试样不同位置的切削力和表面粗糙度的影响,采用CAK4085型数控车床对主轴转速n、背吃刀量a_p和进给速度v_f三个工艺参数进行单因素试验研究。结果表明：对于标准试样的圆弧段和标距段,切削用量对切削力和表面粗糙度的影响规律相同;背吃刀量a_p对切削力影响最大,进给速度v_f对切削力的影响次之,主轴转速n对切削力的影响最小;拟合的三个切削力分量指数公式中,主切削力的拟合误差为5.25%,背向力的拟合误差为2.29%,相对误差较小。结果显示,影响表面粗糙度Ra的最大因素为进给速度,Ra随v_f的增大而增大,圆弧切入段的表面粗糙度Ra比切出段高。综合考虑疲劳试样较好的加工工艺参数为：n=1000r/min,v_f=80mm/min,a_p=0.3mm。本研究结果可为疲劳试样的车削加工工艺制定提供参考依据。     

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。     

PVD涂层刀具高速铣削砂岩表面粗糙度研究

砂岩装饰品已逐渐走进人们的生活,提高砂岩加工表面质量已备受关注。利用正交试验,研究PVD涂层刀具高速铣削砂岩的切削速度、进给速度及切削深度对加工表面粗糙度的影响。分析了表面粗糙度随不同切削参数的变化规律:随着进给速度与切削深度的增加,表面粗糙度值变大,随着切削速度的增加,表面粗糙度值减小,当切削速度由3000r/min提高到12000r/min时,表面粗糙度值由4.98μm减小到3.64μm。建立了表面粗糙度的回归预测模型,经F检验具有较高的显著性,为实际生产加工砂岩制品提供了一定理论依据与参考价值。     

球头刀铣削淬硬钢倾斜表面切削力试验研究

采用正交试验方法,使用PCBN涂层硬质合金球头铣刀,对不同铣削参数下的52HRC淬硬钢Cr12MoV倾斜表面进行了铣削试验。研究了各工艺参数对切削力的影响规律。试验结果表明:三向力中,Fz远大于Fx和Fy的切削分力,Fz为主铣削力;切削深度对主铣削力的影响大于进给速度、工件倾角和主轴转速对其的影响;工件倾角16.7°,主轴转速6000r/min,进给速度800mm/min,切削深度0.1mm为优选工艺条件。同时,对比试验表明,采用顺铣方式能有效减小切削力,改善铣削稳定性。本文研究结果对淬硬钢Cr12MoV铣削工艺参数的优化具有一定的参考价值。     

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。     

铣削减材工艺对激光熔覆增材Fe45合金表面质量的影响研究

针对激光熔覆增材再制造Fe45合金表面质量差,不能满足精密机械零部件的功能和装配要求,对激光熔覆层进行铣削减材加工。文章研究了铣削减材工艺对铣削力、表面粗糙度以及微观形貌的影响规律,采用正交试验方法进行了铣削减材试验。通过方差和极差分析方法,评价了主轴转速S、进给速度F、切削深度a_p对熔覆成型件铣削力和表面粗糙度的影响规律;从微观角度分析了铣削减材工艺对表面形貌和切屑的影响。结果表明,铣削减材工艺参数对成型表面质量影响较大,其中对铣削力影响最大的是铣削深度,对表面粗糙度影响最显著的是进给速度;Fe45激光增材成型件经过铣削加工后,表面粗糙度Ra由13.68μm最低可降至1.7μm,降低了87.6%。由实验可知,铣削减材工艺能够大幅提高激光熔覆增材再制造Fe45合金表面质量,对激光熔覆涂层机械加工具有指导意义。     

普通铣床零件加工表面粗糙度的影响因素分析

为了研究普通铣床零件加工表面粗糙度的影响因素,在相同的铣床机切削条件下,将毛坯进给速度、主轴转动速度和切削深度3个主要因素作为试验对象,采用正交实验法进行对比试验,计算不同条件下的零件表面粗糙度,并分析数据结果。结果表明,随着主轴转速和进给速度的提升,零件表面粗糙度在变小达到最小值后再逐步变大,总体呈增大趋势,其中3种因素影响力的排序是切削深度>主轴转速>进给速度。     

可加工氟金云母陶瓷车削中刀具磨损实验研究

通过氟金云母可加工陶瓷车削实验,研究了硬质合金刀具磨损。分析了主轴转速、进给量和切削深度对刀具磨损率的影响。结果表明,主轴转速n=500r/min是刀具磨损率的极小值点,进给速度f=0.07~0.12mm/r是陶瓷加工较好的进给范围,切削深度a_p=0.12mm是陶瓷加工时合适的切削深度;刀具磨损主要发生在刀尖和主后刀面上。车削可加工陶瓷时,在保证加工精度和效率的前提下,选择适当的切削参数,可降低刀具磨损率,延长刀具使用寿命。     

CVD氮化钛涂层刀具加工天然大理石的磨损特性

通过CVD氮化钛涂层刀具加工天然大理石的试验研究,对刀具的磨损特性以及不同加工参数与磨损面积的相关性进行分析。试验结果表明,CVD氮化钛涂层刀具加工天然大理石时主要磨损特性为切削刃的磨损区出现涂层的剥离、刃口区出现崩刃与机械犁沟等现象;切削深度、主轴转速与刀具磨损面积显著相关,其中主轴转速相关性较大;试验得到的刀具最优的参数组合为:主轴转速12 000 r/min、进给速度1 750 mm/min、切削深度1 mm。     

两种刀具下进给速度对ER8车轮表面完整性的影响

研究了菱形和Φ25硬质合金两种刀具下进给速度对ER8车轮表面完整性的影响，并用X射线残余应力仪、硬度仪、扫描电子显微镜和三维表面轮廓仪检测不同进给速度加工车轮轮缘的残余应力值、硬度值、表面微观形貌及粗糙度值。结果表明：在进给速度从0.05 mm/r增加到0.1 mm/r，再增加到0.2 mm/r的过程中，菱形刀片加工后产生的残余应力值分别增长了179%和164%。在进给速度从0.2 mm/r增加到0.4 mm/r的过程中，Φ25硬质合金刀片加工后产生的残余应力值增长了397%。两种刀具加工后的硬度值在200～300 HV之间。在相同进给速度下，菱形刀片加工后的表面纹理宽度和深度均比Φ25硬质合金刀片加工后的表面纹理宽度和深度要大，且进给速度越大，纹理宽度和深度相差越大。     

CVD氮化钛涂层刀具加工天然大理石的磨损研究

通过CVD氮化钛涂层刀具加工天然大理石的试验研究,对刀具的磨损特性以及不同加工参数与磨损面积的相关性进行分析。试验结果表明,CVD氮化钛涂层刀具加工天然大理石时主要磨损特性为切削刃的磨损区出现涂层的剥离、刃口区出现崩刃与机械犁沟等现象;切削深度、主轴转速与刀具磨损面积显著相关,其中主轴转速相关性较大;试验得到的刀具最优的参数组合为：主轴转速12 000 r/min、进给速度1 750 mm/min、切削深度1 mm。