铣削高强钢时高效余量去除的切削力研究

采用涂层硬质合金刀具对AF1410超高强度钢进行高效余量去除铣削实验,分析研究了高效余量去除铣削高强钢时切削参数及冷却条件对切削力的影响。结果表明,在干切削条件下,切削速度对切削力的影响较复杂;湿切削时,切削速度对切削力的影响较稳定;两种条件下,轴向力受切削用量影响较小。在干式切削条件下,切削深度的增加对径向力和切向力影响显著,切削力随每齿进给量的增加而增大,每齿进给量增加到0.08mm/z时,切削力有下降趋势;在实验参数范围内,湿式及干式切削均表现为径向力>切向力>轴向力,但采用干式切削且切削深度大于2mm后,切向力大于径向力。     

高强度钢高进给铣削时切削参数对切削力的影响

高进给铣削是一种高效铣削方式,不同于传统的加工方法,其切削深度较浅,每齿进给量较大,而高强度钢是一种典型的难加工材料。通过正交试验法对高进给铣削高强度钢的切削力进行仿真,应用极差和方差分析研究切削速度、切削深度和每齿进给量对切削力的影响。结果表明,通过提高切削速度来增加高进给铣削高强度钢的切削效率,有利于减小切削力。以切削力最小为目标的最优切削参数为v_c=100m/min,a_p=0.8mm,f_z=1.0mm/z。     

基于切削参数与刀具磨损的铣削振动影响因素研究

为了研究切削加工过程中工艺因素对切削振动的影响,采用正交试验进行不同工艺条件下的铣削试验,采集振动信号并提取信号均方根值,通过方差分析等方法研究铣削参数和刀具磨损对铣削振动的影响规律,结果表明:增大铣削速度和进给量在一定程度上可降低铣削振动,铣削深度和刀具磨损增大会使铣削振动加强;试验因素对铣削振动的影响依次为刀具磨损铣削深度切削速度进给量,其中,刀具磨损与切削深度对铣削振动影响显著。     

高效切削材料——金属陶瓷

<正> 根据第一届欧洲金属陶瓷会议的有关资料报导,金属陶瓷获得了日益广泛的采用,尤其在汽车工业中用得更多。镶涂层金属陶瓷刀片的刀具在加工钢和铸铁时,切削速度达100～300m/min,进给量达0.3mm/r,切削深度达2mm。加工铸铁时,特别适于采用金属陶瓷,此时金属陶瓷的寿命大大高于硬质合金的寿命。据报导,自1989年以来,金属陶瓷在金属加工业中的使用数量大约增加了10％.     

Al2O3基陶瓷刀具车削300M超高强度钢的刀具寿命研究

采用对角正交回归试验法,求得Al2O3基陶瓷刀具切削300M超高强度钢的刀具寿命经验公式,并分析了切削用量对刀具寿命的影响.通过扫描电子显微镜的观察和能谱分析仪的分析,对Al2O3基陶瓷刀具的损坏形态和磨损机理进行了研究.研究表明:Al2O3基陶瓷刀具车削300M超高强度钢时,粘结磨损和磨粒磨损是主要的磨损机理;合理的切削参数为:切削速度200～300 m/min、切削深度0.1～0.15 mm、进给量0.05～0.1 mm/r.     

涂层刀具高速铣削高硬度淬硬钢切削力研究

采用四种不同涂层硬质合金铣刀高速铣削四种不同硬度的淬硬钢材料,研究了刀具涂层成分、工件材料硬度以及切削工艺参数(切削速度、每齿进给量、轴向铣削深度和径向铣削深度)对切削力的影响。研究表明：随着切削速度的增大,淬硬钢P20和S136的切削合力影响较小,而对于淬硬钢SKD11和PM60,改变切削速度对切削合力影响显著。随着切削速度的增大,四种不同涂层刀具切削淬硬钢S136产生的切削合力先快速增大后缓慢减小,刀具切削力大小顺序一直保持为TiSiN>CrSiN>AlCrN>TiAlN,其中TiAlN涂层相对于其余三种刀具涂层在降低切削力、减少工件与刀具之间的相互摩擦具有优势。切削参数的变化对切削力的影响与淬硬钢工件硬度的变化存在相互影响,淬硬钢硬度低于HRC55时,切削工艺参数的变化对于切削力的变化影响不明显;而当淬硬钢硬度高于HRC60时,随着切削工艺参数的增大,切削力发生显著变化。     

高速干切削时金属陶瓷刀具磨损的试验研究

对金属陶瓷刀具高速干切削45钢时的磨损情况进行了试验和分析。结果表明,进给量对金属陶瓷刀具后刀面磨损的影响与切削速度和刀具磨损形态密切相关,对刀具寿命的影响与低速湿切削时存在较大差异。     

基于正交试验的叶片钢铣削力研究

采用瓦尔特和山高等刀具铣削17-4PH叶片钢,在正交试验的基础上,分析了切削工艺参数（主要是切削深度、切削速度、每齿进给量、行间距和前倾角）对切削力的影响规律和主次关系,为合理选用刀具和切削用量提供一定参考.     

基于AdvantEdge的硬态精车过程仿真

为探讨硬态精车过程中工艺参数对工件和刀具的影响,采用专门的金属切削仿真软件Advant Edge,建立精车H13淬硬钢的三维有限元模型,对其车削力、刀片切削温度、刀片应力以及切屑进行分析。结果表明:硬态车削过程中,切深抗力在切削过程中起着重要作用,在进给量小于一定值时,切深抗力可以大于主切削力;切削速度越大,刀片温度越高,切削力越小,刀片应力越小,有利于加工表面成型;切削刃半径越小,切削力小,刀片应力小,有利于提高切削加工性能,但小的切削刃半径容易导致刀片磨损;硬态车削切屑呈锯齿状,切屑温度带状分布,切削速度越高,进给量越大,切屑温度越高。研究结论可用于硬态切削过程中的工艺参数优化和刀具及其涂层材料的选择与设计。     

陶瓷刀具干铣削超高强度钢的试验研究

通过切削试验研究了陶瓷刀具干铣削超高强度钢时刀具耐用度、主切削力、加工表面粗糙度与切削速度的关系 ,并建立了T -v、Fz-v经验公式     

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。     

三维复杂槽型铣刀片切削温度与粘接破损研究

通过对难加工材料3Cr1Mo1/4V钢面铣加工的试验研究得出，在相同的切削条件下，波形刃铣刀片和大前角铣刀片的切削温度明显低于平前刀面铣刀片，抗粘结破损的能力较高：并证明切削速度越低、进给量越大，刀具的粘接破损越严重，最后给出了切削温度与前刀面最大粘结破损深度之间的重化关系，定性分析了切削温度对刀具粘结破损的影响规律。     

高强度钢干式铣削替代半精磨的试验研究

采用硬质合金刀片(YW1)和涂层刀片(YB415)进行了高强度钢的干式铣削代替半精磨试验研究。根据试验结果,确定适合加工该型号高强度钢的刀具材料和切削用量。以这两种刀片在不同切削用量条件下的耐用度、加工表面粗糙度和主切削力作为刀具加工性能的评价依据,同时研究了刀片的磨、破损机理和卷、排屑稳定性。试验结果表明:涂层刀片干铣削高强度钢的加工性能优异,工件加工表面质量达到半精磨水平。     

切削用量对立铣加工钛合金Ti6Al4V切削力和切削温度影响规律的有限元仿真研究

利用软件AdvantEdge建立硬质合金涂层立铣刀三维铣削Ti6Al4V钛合金的有限元分析模型,模拟分析切削参数(切削速度、每齿进给量、轴向切削深度及径向切削深度)对刀具切削温度、切削力的影响规律。研究发现:切削力及切削温度随每齿进给量、轴向切削深度及径向切削深度的增加而增加:切削温度对切削深度的变化较敏感,随轴向切削深度和径向切削深度的增加显著增加;随着切削速度的增加,切削力先增大后减小,临界切削速度为120m/min。     

切削用量对立铣加工钛合金Ti6Al4V切削力和切削温度影响规律的有限元仿真研究

利用软件AdvantEdge建立硬质合金涂层立铣刀三维铣削Ti6Al4V钛合金的有限元分析模型,模拟分析切削参数(切削速度、每齿进给量、轴向切削深度及径向切削深度)对刀具切削温度、切削力的影响规律.研究发现:切削力及切削温度随每齿进给量、轴向切削深度及径向切削深度的增加而增加:切削温度对切削深度的变化较敏感,随轴向切削深度和径向切削深度的增加显著增加;随着切削速度的增加,切削力先增大后减小,临界切削速度为120 m/min.     

高速铣削高强度钢切屑形态及影响因素研究

采用硬质合金涂层刀具高速铣削AF1410高强度钢,基于单因素试验法研究了切削参数对切屑形态和毛边形态的影响,分析了切屑锯齿间距、毛边几何参数随切削速度和进给量的变化规律.结果 表明:切削速度较低时,切屑自由表面形成上窄下宽、上深下浅的剪切滑移变形带,带内剪切变形较小,切削速度增加,绝热剪切变形增大,切屑自由表面形成平行的锯齿形态,锯齿间距随切削速度的提高而增大;在高速切削条件下,锯齿间距随进给量的提高而略有增大,切屑由顶部沿锯齿节间沟槽发生纵向撕裂形成毛边,毛边宽度和高度随切削速度先增大后减小,随进给量减小.     

基于神经网络的高速硬车削切削力预测研究

采用PCBN刀具进行高速硬车削AISI P20淬硬钢的切削试验,并通过方差分析研究切削速度、进给量、切削深度和刀尖圆弧半径对切削力的影响.基于获得的试验数据,应用人工神经网络方法建立高速硬车削P20淬硬钢时的切削力预测模型.试验与仿真分析显示,切削力随进给量、切削深度和刀尖圆弧半径的增加而增大,而不同切削速度下的切削力值几乎保持不变;同时,切削深度对切削力的影响最为显著,其次为进给量,再次为刀尖圆弧半径,而切削速度的影响则非常微弱.     

切削参数对车削34CrNi3Mo高强度钢切削力的影响

34CrNi3Mo高强度钢具有强度高、硬度大及导热系数较低等特性,是一种在国防装备制造业应用广泛的难加工材料。通过建立34CrNi3Mo高强度钢的切削仿真模型,运用正交试验法研究切削速度、进给量和切削深度对切削力的影响规律。建立了切削力的经验计算公式,并运用极差分析法和方差分析法获得了以最小切削力为目标的最优切削参数。研究表明：切削参数中的切削深度对切削力影响最大,进给量次之,切削速度影响最小。     

不同刀具硬铣削3Cr13Cu不锈钢的切屑形态及磨损性能

采用金属陶瓷刀具和硬质合金涂层刀具对硬度为44 HRC的淬硬3Cr13Cu不锈钢进行了铣削试验,研究了两种刀具在不同的切削速度下铣削时形成的切屑形态和刀具前后刀面的磨损情况。结果表明:切屑形态受刀具导热性能的影响,金属陶瓷刀具导热系数小,所以易于形成锯齿形切屑;锯齿形切屑的形成对金属陶瓷刀具磨损有较为明显的加速作用,锯齿间距越小金属陶瓷刀具前刀面磨损面积越大,而对硬质合金刀具的磨损影响较小;同一铣削距离,金属陶瓷刀具的后刀面磨损随着切削速度的增加而增大,而对于硬质合金涂层刀具,后刀面磨损量随着切削速度的增加先减小后增大。     

超高强度钢高速铣削表面完整性实验研究

为了研究超高强度钢高速铣削过程中铣削参数对表面完整性的影响,本文基于正交实验法,采用涂层硬质合金刀片对16Co14Ni10Cr2Mo超高强度钢进行了高速铣削实验。分析了铣削速度、每齿进给量和铣削深度对三维表面粗糙度、表面残余应力和表面显微硬度的影响规律,并对铣削参数进行了优化。结果表明:三维表面粗糙度随铣削速度和每齿进给量增大而增大,随铣削深度的增大,呈现出先增大后降低的趋势;两个方向表面残余应力随铣削速度和铣削深度的增大而升高,垂直进给方向残余应力σ_y随每齿进给量的增大而升高,而沿进给方向残余应力σ_x呈现出先增大后降低的趋势;表面显微硬度随铣削速度υ_c的增大变化不大,随每齿进给量f_z和铣削深度a_p增大而降低;每齿进给量f_z对表面完整性影响最大;兼顾表面完整性和加工效率,最优铣削参数组合为:υ_c为150.7 m/min,f_z为0.02 mm/z,ap为1.0 mm。