低温喷雾射流冷却高速铣削钛合金加工性能研究

钛合金是一种难加工材料,主要是因切削区温升过高,刀具磨损严重,影响加工表面质量。为了降低切削区温度,提高钛合金的高速切削加工性,采用低温喷雾射流冷却技术,对TC4进行高速铣削加工性能试验。结果表明:相对于低温冷风和MQL,低温喷雾射流冷却具有更强的导热冷却作用,能有效地降低切削温度、减少刀具磨损、改善加工表面粗糙度及切削加工性。用水作为喷雾冷却介质,无毒害作用,是一种绿色制造技术,具有良好的发展前景。     

低温喷雾射流冷却技术对TC4高速铣削加工性能的影响

为了有效降低切削区温度,提高TC4的高速切削加工性,采用低温喷雾射流冷却技术,对TC4高速铣削加工性能进行试验。结果表明:相对于低温冷风和MQL,低温喷雾射流冷却具有更强的导热冷却作用,能有效地降低切削温度、减少刀具磨损、减小加工表面粗糙度值,改善切削加工性。由于用水作为喷雾冷却介质,无毒害作用,是一种绿色制造技术,具有良好的发展前景。     

不同冷却条件下钛合金材料的车削性能研究

对难加工材料钛合金进行冷风油雾切削实验,将实验结果与常温干车、常温喷雾和大量油剂喷淋的冷却方式进行对比研究。通过实验结果分析,在采用相同切削参数及刀具加工时,低温喷雾冷却的刀具使用寿命最长,常温干车的刀具使用寿命最短。同时,采用低温喷雾冷却方法,加工表面粗糙度值也有所下降。     

纯水喷雾冷却技术在万吨桨中孔及端面加工中的应用

在传统的工艺中万吨桨的中孔和端面都采用干式切削加工,这就存在切削区温度高,刀具寿命低的问题,使用纯水喷雾冷却技术可以较好地解决这一问题,并且纯水喷雾冷却还具有经济性好,绿色环保,加工表面质量好等优点.     

纯水喷雾冷却在金属切削加工中的应用

介绍了纯水喷雾冷却技术在金属切削加工中的应用。纯水喷雾冷却技术是利用一定压力的压缩空气将纯水雾化后,喷向刀具与工件相互作用的切削区,对切削区进行冷却、润滑和冲洗,能极大改善切削状况和作业环境。与传统的冷却液浇注法相比,纯水喷雾冷却具有经济性好、绿色环保、加工表面质量好、刀具使用寿命长等优点。     

基于复合喷雾冷却的TC4钛合金切削温度的研究

钛合金是一种典型的难加工材料,其热传导率低,切削过程温升大而易加剧刀具磨损。本文通过对TC4钛合金的车削试验,研究了在干切削和复合喷雾冷却条件下切削温度随切削速度、切削深度和进给量的变化情况。结果表明:切削温度随着切削速度、切削深度和进给量的增大而增大;采用复合喷雾冷却技术可在TC4钛合金车削过程中取得较好的冷却效果,切削温度明显低于干切削条件下的切削温度。     

切削加工中喷雾冷却技术的试验研究

根据喷雾冷却原理,设计了用于金属切削加工的喷雾冷却装置,确定了刀具几何角度,选择水做为冷却液.实验表明,与干切削相比,喷雾冷却时切削区温度可降低200℃;切削液用量为(0.3～0.5)L/h,且当切削条件调整到理想状态时,工件表面不会有冷却液残留;能够适用于普通的硬质合金刀具.     

切削区的喷雾冷却

喷雾冷却润滑对高速切削、强力切削和超高速切削是一种有效的冷却方式．可提高刀具寿命，降低环境污染。新式喷雾冷却装置具有放大气流合、结构简单、勿需专门维护、不要水泵和节省气源等优点，可提高工件加工精度，特别适于有色金属的切削加工，并能节省冷却润滑费用。这种新式喷雾冷却装置也可用于零件热处理的冷却。     

6N01-T5铝合金薄壁中空结构件重负荷铣削温度研究

对使用粉末冶金高速钢和硬质合金刀具对6N01-T5铝合金薄壁中空结构件重负荷铣削时的切削温度进行研究。使用红外测温法对切削温度和温度场进行测量,采用正交试验设计法研究切削用量对切削温度的影响规律。研究结果表明,切削筋板交叉处附近的温度比切削单层铝合金时高40~60℃,刀具容易在切削此交叉处时发生严重粘接磨损失效现象;径向切宽是影响切削温度的最显著因素,轴向切深和机床转速次之,提高机床转速可有效降低切削温度。研究结果还表明,使用非波刃刀具、较小的刀具螺旋角及较少的刀具齿数有利于降低切削温度(降低20~40℃);使用12°后角和20°前角的刀具可显著降低切削温度;低温气动喷雾射流冲击冷却效果最好,常温气动喷雾冷却和冷风冷却效果次之。     

基于复合喷雾冷却的高速车削GH4169刀具磨损的研究

采用对比实验方法,在复合喷雾冷却条件下,使用硬质合金刀具高速车削GH4169高温合金,研究了复合喷雾参数对刀具磨损的影响。结果表明:采用复合喷雾冷却高速车削GH4169高温合金时,前刀面磨损形态以剥落磨损为主,沟槽磨损是后刀面的主要磨损形态;随着切削路程的增大,刀具磨损量随油量的增大而减小,随水量的增大先减小后增大,随低温气体温度的降低而减小。     

喷雾冷却和刀具表面涂层复合润滑在切削加工中的应用

采用喷雾冷却和固体润滑涂层两者复合的方法来进行切削加工，对切削温度和后刀面磨损量进行了测量，并用SEM和EDAX对刀具后刀面磨损形貌和成分进行分析。结果表明：在切削速度低于200m／min的情况下，单一的喷雾和固体润滑涂层对提高刀具的耐磨寿命有明显的作用；在切削速度高于200m／min后，单一的喷雾方法的减磨效果就大幅降低；当速度高于300m／min时单一使用几无效果，而复合法能明显提高刀具的耐磨寿命和加工精度。     

硬质合金刀具高速切削Ti6Al4V合金时扩散磨损的数值模拟

应用通用商业有限元软件Deform-2D,对航空用钛合金Ti6Al4V进行了不同冷却润滑条件下的正交切削有限元模拟。在参考已有刀具扩散磨损率模型的基础上,利用有限元模拟出的刀具/工件接触区的切削温度与相对滑动速度等基本变量,对高速切削钛合金Ti6Al4V时的WC-Co类硬质合金刀具前刀面的扩散磨损率进行了预测,进而分析了切削介质的冷却与润滑作用对刀具扩散磨损率的影响。研究结果表明:切削介质的润滑作用对刀具前刀面的扩散磨损率具有较大影响,而切削介质的冷却作用则对刀具前刀面扩散磨损率无显著影响。     

硬质合金刀具高速切削Ti6A14V合金时扩散磨损的数值模拟

应用通用商业有限元软件Deform-2D,对航空用钛合金Ti6A14V进行了不同冷却润滑条件下的正交切削有限元模拟.在参考已有刀具扩散磨损率模型的基础上,利用有限元模拟出的刀具/工件接触区的切削温度与相对滑动速度等基本变量,对高速切削钛合金Ti6A14V时的WC-Co类硬质合金刀具前刀面的扩散磨损率进行了预测,进而分析了削介质的冷却与润滑作用对刀具扩散磨损率的影响.研究结果表明:切削介质的润滑作用对刀具前刀面的扩散磨损率具有较大影响,而切削介质的冷却作用则对刀具前刀面扩散磨损率无显著影响.     

基于切削冷却温度控制系统的仿真

在金属切削过程中,切削区的冷却和切削温度的恒定对于提高切削质量有重要的意义。喷雾冷却是解决切削区冷却的理想方法,为了保证切削温度的恒定设计了一个温度控制系统。本文以气、液混合喷雾冷却切削的小型二流式喷嘴为控制对象,建立了喷嘴、流量控制阀、执行器以及红外线温度传感器的数学模型,采用PID控制,对冷风和冷却液混合调节切削温度的过程进行了优化仿真。结果表明此控制系统能很好的满足了控制切削温度的要求。     

切削加工的喷雾冷却

在金属加工中,工件和刀具之间产生的热量,只在很小的区域内,所以只要对刀具和工件的切削区进行冷却,就可以延长刀具使用寿命,提高高速切削效率。同时,还可解决复杂零件加工热膨胀问题。喷雾冷却是由液体泵,将乳化油或化学液的水混合液同气体一起,用一定压力,由喷嘴喷出,形成一种压缩气体和液体混合雾。喷嘴距切削点大约25毫米处,并随刀     

切削介质对微细铣刀磨损影响的试验研究

在微细铣削加工中,尚缺乏切削介质对刀具磨损影响的研究.在干切削、浇灌切削液、微量切削液和低温冷风介质下,对6061铝合金进行了微细铣削试验,研究了刀具的磨损形式和机理、不同切削介质对刀具磨损、切削力和表面粗糙度Ra的影响规律.同时,确定出能减小刀具磨损和切削力,提高加工质量的最佳切削介质.结果表明:四种切削介质下刀具磨损的形式不完全相同,粘结磨损与磨粒磨损是造成刀具磨损的主要机理;切削力和表面粗糙度Ra的变化趋势可以辅助判断刀具磨损情况;相比于其它切削介质,微量切削液介质下刀具磨损小,切削力低,工件表面质量好,是微细铣削6061铝合金的最佳切削介质.为深入研究微细铣削刀具磨损和实际加工中选择切削介质有一定的参考价值.     

切削介质对微细铣刀磨损影响的试验研究

在微细铣削加工中,尚缺乏切削介质对刀具磨损影响的研究.在干切削、浇灌切削液、微量切削液和低温冷风介质下,对6061铝合金进行了微细铣削试验,研究了刀具的磨损形式和机理、不同切削介质对刀具磨损、切削力和表面粗糙度Ra的影响规律.同时,确定出能减小刀具磨损和切削力,提高加工质量的最佳切削介质.结果表明:四种切削介质下刀具磨损的形式不完全相同,粘结磨损与磨粒磨损是造成刀具磨损的主要机理;切削力和表面粗糙度Ra的变化趋势可以辅助判断刀具磨损情况;相比于其它切削介质,微量切削液介质下刀具磨损小,切削力低,工件表面质量好,是微细铣削6061铝合金的最佳切削介质.为深入研究微细铣削刀具磨损和实际加工中选择切削介质有一定的参考价值.     

复合喷雾加工法在切削加工过程中的冷却和润滑效果

对喷雾加工法应用于连续切削的可能性进行了探讨。复合喷雾加工法是将冷却性能很好的水形成小颗粒的水雾,并将其同微量植物油油雾同时供给切削区,以降低切削区温度,保证微量切削油的润滑性的加工方法。试验结果证明,复合喷雾加工法对于被认为对切削区供给切削油困难的连续切削,也是十分有效的加工方法。应用这种加工方法可提高加工表面的精度,改善刀具的磨损,并由此实现清洁生产方式。     

不同冷却方式对钛合金切削过程的影响研究

为了揭示不同冷却方式对钛合金切削过程的影响规律,以硬质合金刀具切削钛合金Ti6Al4V为研究对象,采用Johnson-Cook材料本构模型,运用金属切削仿真软件Advant Edge进行了高压冷却、浸入式冷却以及局部喷射冷却的切削仿真分析。仿真结果表明:三种冷却方式中,刀具高温区主要分布在切削刃附近区域;浸入式冷却中切削刃温度和应力最低、切削力最小;浸入式冷却切削性能最好,其次为高压冷却,局部喷射冷却最差。研究结果可为钛合金切削加工时选择有效的冷却方式提供理论指导。     

液氮冷却下大进给铣削TC4钛合金的试验研究

钛合金是现代飞行器的主要结构材料之一,是一种典型的难加工材料。针对切削加工钛合金时刀具磨损快、表面质量不易控制等难题,将TC4钛合金作为研究对象,以液氮作为冷却介质,进行了TC4钛合金的大进给铣削试验,测试了液氮冷却条件下大进给铣削TC4钛合金的铣削力、铣削温度以及刀具磨损等,并与乳化液和低温冷风条件下的测试结果进行了对比分析。结果表明:在以较大的切削速度和每齿进给量铣削TC4钛合金时,采用液氮冷却比使用乳化液能更有效地降低切削力和切削温度;比采用低温冷风冷却能更有效地延长刀具寿命。