高速铣削7050-T7451铝合金表面粗糙度研究

高速铣削广泛用于航空铝合金材料的加工,以7050-T7451铝合金材料为试验对象,运用正交试验方法分析研究了铣削该铝合金材料时,切削速度、切削深度、切削宽度和每齿进给量4个因素对表面粗糙度的影响规律,并通过多元非线性回归分析得出表面粗糙度的经验公式.研究结果表明:加工表面呈交叉织网状形貌,表面粗糙度随每齿进给量和铣削深度的增大而增大,随切削速度的增大而减小,切宽对铝合金表面粗糙度的影响不明显.铣削参数对表面粗糙度的影响显著性依次为:每齿进给量fz切削速度v轴向切削深度ap径向切削宽度ae.     

基于响应曲面法的TC32钛合金高速铣削加工表面粗糙度研究及参数优化

TC32是近年来出现的一种新型低成本中高强度高韧性钛合金。为了获取TC32钛合金表面加工质量与切削参数之间函数关系,选择表面粗糙度作为目标响应,以线速度v、每齿进给量f_z、切削深度a_p以及切削宽度a_e为因素,设计了基于响应曲面法的试验方案,建立了TC32钛合金高速铣削加工表面粗糙度的二阶响应方程,并进行了方差分析和显著性检验。试验结果表明,以最小表面粗糙度为响应目标,铣刀底齿加工的最优参数组合为：线速度v=85m/min,每齿进给量f_z=0.07mm/z,切削深度a_p=0.80mm,切削宽度a_e=7.00mm;侧齿加工的最优参数组合为：线速度v=85m/min,每齿进给量f_z=0.07mm/z,切削深度a_p=22.38mm,切削宽度a_e=1.08mm。     

高速铣削TB6钛合金切削力和表面粗糙度预测模型

进行涂层硬质合金刀具铣削高强度钛合金TB6试验,通过回归分析建立切削力和表面粗糙度的经验模型,研究切削速度、每齿进给量和切削深度等工艺参数对切削力和表面粗糙度的影响规律。研究表明,轴向切深对切削力的影响最大;工艺参数对加工表面粗糙度的影响程度依次为每齿进给量、轴向切深、切削速度和径向切深,切削速度和径向切深之间存在着显著的交互作用。     

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。     

SLM钛合金3D打印件铣削加工参数优化分析

针对SLM钛合金3D打印件表面质量无法满足装配精度要求,仍需进行二次加工的需求,设计正交试验方案,建立表面粗糙度的预测模型并进行铣削参数优化分析,为SLM钛合金3D打印件铣削加工的切削参数选择提供依据。首先,对实验数据进行多元线性回归,建立适用于SLM钛合金件的铣削加工表面粗糙度数学预测模型,给出了切削速度、每齿进给量、轴向切深及径向切深与表面粗糙度的量化关系;建立以加工效率和表面粗糙度为优化目标的多目标切削参数优化模型,使用Pareto最优解集理论进行多目标切削参数优化,优化结果表明在切削速度130 m/min,每齿进给量0.01 mm/齿,轴向切深0.40 mm时可以得到较好的加工表面粗糙度及较高的加工效率。     

5083铝镁合金薄壁件整体数控铣削试验及优化

铝镁合金因其具有质轻、导热导电性好、阻尼减振、电磁屏蔽等优异性能,在航天航空领域具有广阔的应用。主要研究大型整体铝镁合金壳体薄壁复杂结构件的高速数控加工工艺及工艺优化。正交试验和极差分析表明,铣削力和加工变形的主要影响因素是切削深度轴向切深,肋板和腹板的表面粗糙度的主要影响因素为每齿进给量,最优的工艺参数组合为:切削速度350 m/min,每齿进给量0.0 5mm/z,切削宽度10 mm,切削深度1 mm.通过多元回归分析,获得了铣削力、表面粗糙度、薄板厚度的经验公式,经验公式的精度都在0.9以上。以加工表面粗糙度为研究对象的单因素对比试验表明,最佳的走刀方式为跟随周边铣削方式。最后,通过有限元仿真对整体薄壁件铣削试验及优化进行验证。     

高速铣削加工钛合金Ti6Al4V的切削力和表面粗糙度试验

利用单因素实验法对高速铣削Ti6Al4V过程中各切削要素对切削力的影响进行分析,切削力随着切削速度的增加先增大后减小,随着每齿进给量和切削深度的增加而增大;利用正交试验法对高速铣削Ti6Al4V进行粗糙度分析,得出每齿进给量对工件表面粗糙度的影响最大,其次分别是切削速度、径向切深和轴向切深。     

基于正交试验的淬硬模具钢球头铣削加工表面粗糙度研究

采用正交试验法研究整体硬质合金球头铣刀铣削加工淬硬模具钢Cr12Mo V时切削参数对零件加工表面粗糙度的影响。设计了以主轴转速、每齿进给量、径向切深、侧偏角和前倾角为主要因素的5水平5因素正交试验,通过极差分析和方差分析方法研究了切削参数对表面粗糙度的影响规律,明确了主要影响因素。结果表明:表面粗糙度随每齿进给量和径向切深的增大而增大,随主轴转速的增大而减小,随侧偏角和前倾角的增大呈现出先减小后增大的趋势,各因素的影响程度从大到小依次为每齿进给量、径向切深、主轴转速、侧偏角、前倾角。     

基于主成分分析和灰色关联度的铝合金铣削参数优化

在飞机耳片槽的加工中经常出现耳片变形、切削振动引发表面质量变差等质量问题,为确保耳片加工表面质量,以7050-T7451铝合金为试验对象,把径向切削深度作为试验定量,主轴转速、每齿进给量和轴向切深为试验变量,设计三因素三水平的正交铣削试验,以表面粗糙度和材料去除率为输出特性指标,采用灰色关联理论主成分分析法对试验数据进行分析,确定灰色关联分析中的权重系数,对铣削加工进行多目标优化。研究表明,3个因素对试验表面粗糙度和材料去除率的影响程度的显著性排序为:每齿进给量轴向切削深度主轴转速;最优铣削加工参数为:主轴转速为5000 r/min,每齿进给量为0.25 mm,轴向切削深度为4 mm,径向切削深度为0. 5 mm。     

铝合金高速切削表面粗糙度影响因素研究

为有效降低高速切削中铝合金的表面粗糙度值,通过多因素正交试验和单因素试验对各铣削参数进行研究,结果显示:各参数对铝合金表面粗糙度影响程度从大到小的顺序是:切削深度、主轴转速、每齿进给量、行距,且转速为18000r/min,每齿进给量为0.075mm,行距和每齿进给量一致,选择较小的切削深度时,在铝合金表面可获得较好的加工质量。     

基于正交实验的玻璃陶瓷铣削加工表面质量研究

采用正交试验法研究球头铣刀铣削加工牙科玻璃陶瓷时铣削参数对零件加工表面粗糙度的影响。设计了以铣削速度、每齿进给量、切削深度、径向切削宽度为主要因素的正交试验。通过极差分析方法研究了切削参数对表面粗糙度的影响规律,明确了主要影响因素。结果表明:各因素的影响程度从大到小依次为每齿进给量、径向切削宽度、铣削速度、切削深度。并建立了牙科玻璃陶瓷铣削加工表面的表面粗糙度预测模型。     

球头刀铣削TC17的表面完整性测试实验研究

利用球头刀铣削钛合金TC17,对其试件加工表面完整性测试开展实验研究。通过球头刀铣削实验和表面完整性测试实验结果可知,在给定的实验条件下,表面粗糙度Ra随着每齿进给量fz的增大而增大,而线速度v_c对表面粗糙度Ra和表面微观形貌影响不显著。同时,球头刀铣削钛合金TC17的加工表面均呈残余压应力状态,其变化范围在-250～-450 MPa;加工表面显微硬度和残余压应力随着线速度v_c的增大而减小,随着每齿进给量f_z的增大而增大,其主要原因是随着线速度v_c的增大、每齿进给量f_z的减小,铣削加工表面的塑性变形层厚度逐渐减小。     

CVD金刚石刀具的微细铣削仿真及试验研究

为研究切削参数对CVD金刚石微铣刀切削性能的影响,运用扩展有限元法对CVD金刚石微刀具的铣削加工和刀具损伤应力进行仿真模拟,研究了铣削加工后工件的表面粗糙度随切削参数的变化规律,分析了切削参数对微铣刀失效的影响,并通过试验验证了仿真结果的正确性。研究结果表明:在CVD金刚石微铣刀加工TC4钛合金时,铣削深度和每齿进给量的增加不利于工件加工质量的改善;铣削速度增加对工件加工表面粗糙度影响较小;铣削深度是影响刀具失效的主要因素,铣削速度和每齿进给量是影响刀具失效的次要因素。     

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。     

轴向车铣TC4钛合金表面粗糙度的研究

通过试验研究了轴向车铣TC4钛合金时,切削速度和每齿进给量对表面粗糙度的影响。研究结果表明,切削速度在50m/min到150m/min范围内对已加工表面粗糙度没用明显的影响;每齿进给量从0.05mm增加到0.15mm,已加工表面粗糙度明显增大。     

钛合金螺旋铣孔工艺参数对孔加工质量的影响

现代飞机制造业中钛合金使用日益广泛,而螺旋铣孔是飞机制造装配中大孔径连接孔加工的一种新工艺方法。对于钛合金的大孔加工,螺旋铣孔制孔质量显著高于钻孔。实验研究了每齿轴向进给量、每齿切向进给量、切削速度与偏距四个参数对于钛合金螺旋铣孔质量的影响。实验结果表明:每齿轴向进给量与切削速度是出口毛刺高度的主要影响因素;孔径偏差的主要影响因素是每齿切向进给量与每齿轴向进给量;每齿切向进给量与每齿轴向进给量的增加会导致切削表面残余高度增加,从而造成螺旋铣孔孔壁表面粗糙度随着而上升;偏距增加会保证足够的排屑空间,从而避免孔壁划伤,对于提高孔壁质量有利。通过优化选择工艺参数,可以满足飞机制孔工艺质量的要求。     

高速铣削铝合金叶片表面粗糙度实验研究

使用硬质合金刀具对铝合金(2A70)叶轮进行了高速铣削试验.研究分析了不同的切削速度及进给量对叶轮叶片加工的表面粗糙度的影响.高速切削试验表明:切削速度的提高和每齿进给量的减少有利于改善加工表面粗糙度.但当切削速度超过某一定范围后,进一步提高速度,加工表面粗糙度的降低并不明显.     

工艺参数对球墨铸铁高速平面铣削性能影响的试验研究

通过研究球墨铸铁高速平面铣削加工的工艺技术,分析了切削工艺参数对主轴功率占比、表面粗糙度及切屑形态的影响规律。结果表明:随着每齿进给量和切削深度的增加,主轴功率占比基本呈线性增大;随着切削速度的增大,主轴功率占比逐渐增大到某一值后又减小;表面粗糙度值随切削速度的增加线性减小,随每齿进给量和切削深度的增加变化不显著;随着切削速度的提高,典型切屑形态由卷曲状过渡到薄片状再到碎屑状,且切屑颜色逐渐呈现金黄色,切削深度和进给量对切屑形态的影响不明显。因此,对球墨铸铁高速平面铣削而言,在选择合理的切削深度和进给量的前提下,适当提高切削速度对主轴功率占比影响不大,却能在提高切削效率的同时,获得更好的加工质量。     

铣削20CrMnTi钢已加工表面粗糙度的试验研究

采用正交试验法研究CBN直柄平底立铣刀高速铣削20CrMnTi淬硬钢时切削参数对已加工表面粗糙度的影响。通过极差分析方法研究了切削参数对表面粗糙度的影响程度,通过单因素试验法得到了切削参数对表面粗糙度的影响规律,建立了基于指数函数的切削参数与表面粗糙度的关系模型。利用预测模型得出的表面粗糙度与试验的结果进行误差分析,说明所建立的模型能比较准确地对表面粗糙度进行预测。试验结果表明：各因素的影响程度从大到小依次为铣削深度、每齿进给量和切削速度,表面粗糙度随每齿进给量和铣削深度的增大而增大,随切削速度的增大而减小。     

低速铣削中表面粗糙度影响因素及切削参数优化研究

通过铝合金薄壁工件切削试验,对铣削加工中表面粗糙度的影响机理进行分析,建立了铝合金薄壁工件表面粗糙度预测模型,采用多元回归正交分析法获得了表面粗糙度的经验公式。结合正交试验的极差分析,获取不同的加工参数对表面粗糙度的影响显著性。并基于表面粗糙度,以材料去除率为优化目标,对切削参数进行优化。研究结果表明,切削参数对表面粗糙度的影响显著性为:每齿进给切削宽度切削速度;较优化的切削参数为:切削速度201 m/min,每齿进给0.19 mm/齿,径向切宽11 mm。为铝合金工件的铣削加工提供理论方法和试验依据。