刀具钝化对切削力及表面粗糙度的影响

目前有关刀具钝化对切削力和加工零件表面粗糙度的影响的研究比较少.通过单因素法对比试验,分别测出在不同切削参数下刀具钝化引起的切削力及加工后零件表面粗糙度的变化.分析结果表明,随着切削速度的增加,刀具钝化后的切削力增加了,Fx和Fz方向增加比较明显;随着径向、轴向切深的增加,钝化刀具切削时的切削力增加了,F2增加的最明显.随着切削速度、径向切深及轴向切深的增加,表面粗糙度都明显减小,加工工件的表面质量得以改善.     

高速铣削45钢工件硬度对切削力及表面粗糙度影响的试验研究

通过对45钢高速铣削试验,研究了工件材料硬度对切削力以及工件表面粗糙度的影响趋势。结果表明,当工件硬度低于HRC50时,随工件硬度的增大,切削力减小、表面粗糙度增大;而工件硬度高于HRC50时,随着工件硬度的增加,切削力增大,表面粗糙度值减小。提出了切削硬度的概念,揭示了切削过程中材料硬度的变化机理,对以上影响规律进行了合理的解释,同时对工件硬度、切削温度、粗糙度、切削力之间的内在相互作用进行了分析。     

碳纤维复合材料超声磨削工艺的研究

在总结国内外大量文献资料的基础上,利用自行研制的超声振动系统对碳纤维复合材料进行了磨削试验,研究不同加工参数对切削力和工件表面质量的影响,并对超声磨削机理进行了分析。结果表明:随着主轴转速的加快,切削力和表面粗糙度值减小;随着切削深度的增大或进给速度的加快,切削力和表面粗糙度值增大。与传统磨削加工相比,在加工参数相同的条件下,超声辅助加工时工件所受的切削力和表面粗糙度值更小。     

密齿硬质合金涂层刀具铣削TC4钛合金试验研究

利用单因素试验方法进行了密齿硬质合金涂层刀具铣削TC4钛合金试验,研究每齿进给量和切削速度对切削力、切削温度、加工表面粗糙度以及切屑形态的影响。结果表明:切削方向分力F_x、刀轴方向分力F_z随每齿进给量的增大而增大,进给方向分力F_y随每齿进给量的增加变化不大;切削速度小于75m/min时切削力随切削速度的增加下降较为明显;切削速度超过75m/min时切削力变化不大;切削温度受每齿进给量影响较大,且影响程度随进给量的增加而逐渐减小;随着每齿进给量f_z的增大,加工表面粗糙度值先减小后增大;在每齿进给量高于0.04mm/z时,密齿铣刀铣削TC4钛合金得到的切屑为螺卷状,且随每齿进给量的增加,切屑的曲率半径减小,随切削速度的增大,螺卷状切屑的螺距减小。     

数控铣削高速加工中切削参数的选择

文章基于数控机床动力学测试分析和仿真系统,求得加工时的切削稳定域,确定加工参数的范围。再依据弯曲应力和挠度变形判定标准,进一步筛选切削参数,缩小试验参数的范围。分析发现,在高速切削时切深与进给率增加搭配应合适,否则导致切削力和主轴功率利用率较大幅度增加,而零件表面粗糙度和单位时间内的材料去除率反而下降。经过试验,得到一组适合的切削参数,该组参数加工出了满足设计尺寸精度和表面粗糙度的零件。     

硅铝合金减摩微结构表面切削加工研究

为验证微切削加工的表面微结构具有良好的减摩效果,可以用来减小发动机关键摩擦副的摩擦磨损,运用AdvantEdge有限元仿真软件研究切削用量对于硅铝合金金刚石车削过程的影响分析,基本规律是:切削速度对切削温度的影响最大,进给量次之,影响最小的是切削深度;切削深度和进给量增大使切削力增大,但二者影响程度不同,进给量不变,切削深度增大一倍,使切削力增大一倍,切削深度不变,进给量增加一倍,切削力增幅减小;切削力随着切削速度的增加先增大后减小最后趋于稳定。使用单晶金刚石车刀对硅铝合金试样进行微槽结构的切削加工,结果表明:在微切削尺度范围内,切削深度对表面粗糙度R_a影响不明显;表面粗糙度值随着进给量的增加先减小后增大;主轴转速通过产生切削热和对刀具磨损产生影响来影响表面粗糙度。将微切削加工的表面微结构与光滑表面进行往复摩擦对比实验,结果表明在负载为1 N的情况下,微槽结构表面的摩擦系数比光滑表面的摩擦系数减小了8%。     

硬质合金微坑车刀切削304不锈钢时的表面粗糙度研究

304不锈钢因其良好的工作性能和难加工性,成为金属切削加工领域的研究热点尤其是良好的加工表面质量的获取及其控制广受业界关注。基于自主研发的切削性能良好的304不锈钢专用硬质合金微坑车刀,重点研究该微坑车刀切削304不锈钢表面粗糙度的特性。通过对比试验,研究原车刀和微坑车刀切削304不锈钢棒料时的表面粗糙度变化,揭示出微坑车刀切削304不锈钢的表面粗糙度降低机理。利用响应曲面试验,分析切削参数对表面粗糙度的单因素和交互影响规律,建立微坑车刀表面粗糙度预测模型。研究结果表明,微坑车刀相比较普通车刀在切削过程中具有较小的切削力,是导致微坑车刀加工304不锈钢表面粗糙度较低的主要原因;所建立的表面粗糙度预测模型具有较高可靠性,可用于切削参数优化;获得的优选切削参数方案,与实际生产推荐的参数相比,在优选切削参数下获得的表面粗糙度降幅达42.47%。     

TC18钛合金车削加工的切削力和表面粗糙度

采用正交试验法对TC18钛合金进行了车削试验,使用直观分析法、经验模型分析法和极差分析法研究了主轴转速、进给深度和切削深度对切削力和表面粗糙度的影响。结果表明:和进给深度、主轴转速相比,切削深度对切削力的影响最大,随着切削深度的增加切削力不断增大;进给深度对表面粗糙度的影响最大,切削深度的影响次之,主轴转速的影响最小;在切削力和表面粗糙度的指数经验模型中,拟合程度较高的为主切削力(Fz)的参数模型,且显著程度相对较高。     

切削力对钻攻中心加工过程中刀具变形及表面质量的影响研究

为提高手机外壳高光铣削加工质量,对钻攻中心在不同切削参数下切削力对刀具变形误差和表面质量的影响进行研究。建立刀具不同位置受力变形理论模型,得出刀具变形规律。利用测力仪和主轴误差测试系统,对钻攻中心的切削特性进行量化试验研究,验证刀具变形理论模型正确性。试验结果表明:切削时刀具的动态误差并不完全随着切削力的增加而增大,而是表现一定的规律性。切削力的时域信号幅值分布趋势与平均切削力的分布规律略有不同。切削时刀具的动态误差受切削力的影响不显著,而粗糙度随着切削力的增大会变差。切削力随切削用量增加而增大。     

民用大飞机15-5PH不锈钢内侧圆角铣削试验研究

针对15-5PH不锈钢内侧圆角加工切削力超值突变严重、加工困难等问题,通过正交试验设计方法,开展了内侧圆角铣削试验研究,对各种工况下加工时横向切削力Fy和表面粗糙度进行了测量。运用极差分析方法,确定了各切削参数对横向切削力和表面粗糙度的影响程度,得出每齿进给量和径向切深分别是影响横向切削力和表面粗糙度的主要因素。同时,采用偏最小二乘分析,建立了横向切削力和表面粗糙度预测模型。通过对比预测值和试验值,得到该模型的相对误差较小,验证了其构建的合理性和有效性。     

高速铣削蠕墨铸铁的切屑形成及表面质量研究

蠕墨铸铁(Compacted Graphite Iron)因具有优异的综合力学性能而被广泛应用于汽车和机车行业。由于蠕墨铸铁的可加工性较差,在加工过程中仍然存在许多问题。本文通过单因素试验法,在不同切削速度/进给速度的组合下进行铣削试验,揭示了高速铣削蠕墨铸铁(RuT400)的切屑形成和工艺参数对表面质量的影响。通过测量铣削力和表面粗糙度,用最小二乘法建立工艺参数与铣削力和表面粗糙度之间的拟合方程,并从宏观和微观的角度观察切屑的形成。结果表明,拟合方程的铣削力和表面粗糙度与试验数据吻合度较高,可为铣削力和表面粗糙度预测提供参考。通过扫描电子显微镜(SEM)观察低切削速度和进给速率下产生的长卷型切屑,发现所有切屑均呈“C”形弯曲形状。切屑厚度和锯齿间距与进给速率的增加呈负相关,与切削速度的增加呈正相关。通过计算蠕墨铸铁的临界冲击速度并加以修正,得到了崩碎状切屑出现的实际临界冲击速度,为工艺参数优化和切屑形态变化预测提供了理论基础。     

PCD刀具车削超硬铝合金的切削性能研究

以Al7075-T6为加工对象,通过车削试验对PCD刀具车削超硬铝合金的三向动态切削力和表面粗糙度展开研究,建立基于BP神经网络的切削力和表面粗糙度预测模型。结果表明:随着切削用量三要素的变化,切削力变化显著;对于表面粗糙度而言,背吃刀量、进给量和切削速度之间无交互作用;基于L-M优化算法的BP神经网络对样本的拟合度高,且对切削力和表面粗糙度的预测精度高。     

模具钢高速切削表面粗糙度的试验研究

用硬质合金刀具对NAK80模具钢进行了高速精密切削试验,研究了切削条件、切削用量对加工表面粗糙度的影响。切削试验结果表明:提高切削速度与减小进给量有利于改善模具钢工件的加工表面质量;当切削速度超过某一范围后,随着切削速度的进一步提高,加工表面粗糙度的降低并不明显。     

Study on cutting force and surface micro-topography of hard turning of GCr15 steel

This work investigates the cutting force and surface micro-topography in hard turning of GCr15 bearing steel. A series of experiments on hard turning of GCr15 steel with polycrystalline cubic boron nitride (PCBN) tools are performed on a CNC machining center. Experimental measurements of cutting force, 3D surface micro-topography, and surface roughness of the workpiece are performed. The 3D surface micro-topography of the workpiece is discussed, and the formation mechanism of the 3D surface is analyzed. The influence of cutting speed and feed rate on cutting force and surface roughness are discussed. The 2D and 3D surface roughness parameters are compared and discussed. It is found that feed rate has greater influence on cutting force and surface roughness than cutting speed and there exists the most appropriate cutting speed under which the minimum surface roughness can be generated while a relatively small cutting force can be found. Recommendations on selecting cutting parameters of hard turning of GCr15 steel are also proposed.     

PCBN刀具切削堆焊钴基合金的试验研究

采用PCBN刀具对堆焊钴基高温合金层进行切削试验,研究不同的切削用量和刀尖圆弧半径对表面粗糙度和切削力的影响规律,并采用离差分析法对其影响程度进行评估。试验结果及分析表明:切削加工堆焊钴基合金时,切削力和表面粗糙度的部分变化规律有别于传统切削理论,这是因为钴基堆焊合金特有的物理机械性能、堆焊层组织状态、PCBN刀具的性能特点及所选取的几何参数使切削区域材料性能变化和刀具磨损特征不同于传统切削理论所致。试验获得的表面粗糙度值较小,符合以车代磨的加工工艺要求。由离差分析结果可知,进给量对表面粗糙度、主切削力和背向力影响最大,背吃刀量对进给力的影响最大。     

Investigations of flank wear, cutting force, and surface roughness in the machining of Al-6061�CTiB2 in situ metal matrix composites produced by flux-assisted synthesis

This paper presents the results of an experimental investigation on the machinability of in situ Al-6061?CTiB₂ metal matrix composite (MMC) prepared by flux-assisted synthesis. These composites were characterized by scanning electron microscopy, X-ray diffraction, and micro-hardness analysis. The influence of reinforcement ratio of 0, 3, 6, and 9?wt.% of TiB₂ on machinability was examined. The effect of machinability parameters such as cutting speed, feed rate, and depth of cut on flank wear, cutting force and surface roughness were analyzed during turning operations. From the test results, we observe that higher TiB₂ reinforcement ratio produces higher tool wear, surface roughness and minimizes the cutting forces. When machining the in situ MMC with high speed causes rapid tool wear due to generation of high temperature in the machining interface. The rate of flank wear, cutting force, and surface roughness are high when machining with a higher depth of cut. An increase in feed rate increases the flank wear, cutting force and surface roughness.     

铝合金高速切削表面粗糙度的实验研究

使用硬质合金刀具对LY12高强度铝合金进行了高速精密切削试验。研究了切削条件、切削用量对加工表面粗糙度的影响。高速切削试验表明:提高切削速度与减小进给量有利于改善铝合金工件的加工表面质量;当切削速度超过某一范围后,随着切削速度的进一步提高,加工表面粗糙度的降低并不明显。     

球头铣刀高速铣削淬硬Cr12模具钢的研究

通过球头铣刀高速铣削Cr12淬硬模具钢的实验,研究了切削用量对切削力和表面粗糙度的影响变化规律,并分析了产生这些变化的原因。研究结果表明：在球头铣刀高速铣削Cr12淬硬模具钢时,轴向力远远大于径向力,为主切削力;随着切削速度的增加,切削力和表面粗糙度值虽然呈现下降的趋势,但下降趋势不如普通切削时明显;切削力和表面粗糙度值随进给速度的增加而增加;当轴向切深在较小的范围内,切削力和表面粗糙度值随轴向切深增加而变化很小,只有当轴向切深超过一定值以后,切削力和表面粗糙度值才随轴向切深增加而迅速增加。     

高速铣削铝合金叶片表面质量的试验研究

使用硬质合金球头铣刀对铝合金叶轮叶片进行了高速铣削试验。研究了切削速度和进给量对加工表面粗糙度的影响。试验结果表明:在高速加工中,每齿进给量比铣削行距对加工表面质量的影响更大;提高切削速度和减少每齿进给量有利于降低加工表面粗糙度。但当切削速度超过某一范围后,进一步提高速度对降低表面粗糙度的作用并不明显;每齿进给量减小到一定范围后,表面粗糙度反而会有所增加;对于铝合金叶片曲面的加工,合理选择切削速度、进给量和行距可获得较低的表面粗糙度值和较高的加工效率。     

Drilling of a hybrid Al/SiC/Gr metal matrix composites

The present study investigates the influence of cutting parameters on cutting force and surface roughness in drilling of Al/20%SiC/5%Gr and Al/20%SiC/10%Gr hybrid composites fabricated by vortex method. The drilling tests are conducted with diamond-like carbon-coated cutting tools. This paper is an attempt to understand the machining characteristics of the new hybrid metal matrix composites. The results indicate that inclusion of graphite as an additional reinforcement in Al/SiCp reinforced composite reduces the cutting force. The cutting speed and its interactions with feed rate are minimum. Feed rate is the main factor influencing the cutting force in both composites. The surface roughness value is proportional with the increase in feed rate while inversely proportional with cutting speed in both composites. For all cutting conditions, Al/20%SiC/10%Gr composite has lower surface roughness values than Al/20%SiC/5%Gr composite. The surface is analyzed using scanning electron microscope.