微细铣削切削力正交实验研究

在自行研制的三轴联动微细铣床上,选取典型微三维零件特征进行铣槽和侧铣两种工况正交铣削实验,对微细切削力进行测量和分析。深入研究了主轴转速、轴向切深、每齿进给量等工艺参数对微细切削力的影响规律,以优化加工参数,提高微铣削的加工效率和加工精度。     

微细立铣削的切削力试验研究

基于直槽的微细立铣削试验,分析了微细铣削力的基本特征,研究了铣削参数对静态和动态铣削力的影响规律。结果表明:与常规尺度立铣削不同,微细立铣削的动态铣削力均大于静态铣削力;直槽微铣削时,进给方向上的静态铣削力和动态铣削力均大于槽宽方向;三个铣削参数对铣削力有着不同的影响规律。     

微细铣削7075铝合金的切削力研究

为研究切削用量对微细铣削7075铝合金切削力的影响,采用正交试验法进行微细铣削7075铝合金的切削仿真研究,得到多组不同的切削力。对微细铣削仿真结果进行极差分析,得到切削用量对切削力影响程度的主次顺序及最优切削方案。通过微细铣削7075铝合金的切削试验,将仿真和试验结果作对比分析,验证了微细铣削仿真模型的准确性及合理性。在此加工仿真模型基础上,进一步采用单因素试验法进行了微细铣削仿真,分析了微细铣削7075铝合金时不同切削用量对切削力的影响规律。研究结果表明：切削用量影响微细铣削7075铝合金切削力的主次顺序从大到小依次为背吃刀量、切削速度和每齿进给量;背吃刀量与切削力成正比,切削速度则与之成反比。     

微细立铣削切削振动试验研究

基于45钢微细立铣削试验,分析了微细立铣削切削振动的基本特征,研究了直槽立铣加工时铣削参数对振动加速度和振动位移量影响的基本规律.研究结果表明:在同样的切削工况下,微细立铣削的切削振动远大于大直径立铣刀铣削的情况;铣削参数是振动加速度的主要影响因素,振动加速度随铣削参数的增加都呈上升趋势,但轴向切深H和转速n对振动加速度的影响比进给量f更显著;在一定的参数范围内,减小主轴转速n和增大轴向切深H能够减小振动位移量的大小.     

微细铣削技术研究综述

微细铣削可以加工三维自由曲面及复杂零件,其应用前景日益广阔。然而由于刀具尺寸及加工参数的急剧减小,微细铣削表现出显著不同于传统铣削的切削特性,因此近年来研究人员对微细铣削技术进行了广泛研究。微细铣削的加工过程复杂,涉及到许多方面,综述国内外在微细铣削方面的研究,总结了微细铣削加工过程中最小切削厚度、切削力、表面粗糙度、刀具磨损及其他方面研究的最新进展。探讨了微细铣削所研究的各方面的发展趋势,并对其应用前景进行了初步讨论。     

微细加工中的微型铣床、微刀具磨损及切削力的实验研究

由于微机电系统(Micro Electro Mechanical System,MEMS)在微小零件加工中存在不足,微细铣削加工作为一项补充技术正在日益受到人们的重视。介绍了研制的微型精密三轴联动立式铣床(300 mm×300 mm×290 mm)的系统构成,开发了中文控制软件并集成了视频采集系统,此设备在薄膜型工件(膜厚65 μm)的微槽加工中取得了满意的效果(膜厚方向上材料去除率90.7%,成品率大于80%)。对微径端铣刀进行了力学特性分析,并通过刀具磨损试验分析了微径硬质合金TiA1N涂层及非涂层铣刀的磨损机理。最后通过槽铣硬铝2A12的试验研究了切削用量(主轴转速、背吃刀量和每齿进给量)对微细铣削力的影响,为微细铣削切削机理的深入研究奠定了基础。     

基于刀具磨损映射关系的微细铣削力理论建模与试验研究

微细铣削加工过程中,刀具直径小且磨损较快,刀具磨损对微细铣削力有着明显的非线性影响,同时刀具跳动又对刀具每齿的磨损表现出不同的影响效应,这些影响因素会导致加工过程的不稳定性和精度。然而,目前缺乏考虑具有刀具跳动和磨损效应的通用微细铣削力模型,研究了刀具跳动与刀具每齿磨损量之间的变化规律,提出了一种同时包括刀具跳动和刀具磨损效应的新型的微细铣削力模型。该模型中,根据刀具每齿磨损量与切削位置的几何关系,改进了瞬时切削厚度模型,基于不同切削刃所对应的受力情况,同时将刀具直径方向上磨损变化量与力模型系数相关联,从而来提高力模型的精确度。最后,通过不同铣削参数下的铣削试验,论证了所提出模型的准确性和有效性。利用所提出的模型,可以通过监测铣削力的大小来辨别刀具尺寸是否在可持续铣削的范围内,从而提高微铣削的加工精度和效率。     

微细铣削航空铝合金温度场试验研究

采用红外热像仪测量微细铣削加工航空铝合金材料中的切削温度。分析微刀具、工件及切屑的温度场分布规律;研究进给速度、主轴转速、背吃刀量对切削温度的影响。研究结果表明微细铣削加工中切削温度较低,最高切削温度出现在微刀具与工件的接触区域。进给速度对切削温度影响较大。该试验结果可用于微细铣削加工参数优化,也可为提高工件表面加工质量、合理设计与使用刀具提供理论依据。     

单板层积材铣削切削力试验研究

研究了不同切削方向,不同铣削参数对单板层积材铣削过程中切削力的影响规律,从而为实际加工提供指导。试验结果表明,在一定铣削参数下,单板层积材纵向铣削和横向铣削时,纵向铣削的主切削力比横向铣削的主切削力大;切削速度对主切削力影响不是很明显;主切削力都随切削深度增大而增大,并得出了各自的主切削力与切削深度的线性回归方程,为实际切削加工提供了可供参考的经验公式。     

切削参数对微细立铣削振动加速度的影响

切削振动是切削加工中的一种伴随现象,由于具有刀具直径小、切削速度高等特性,微细立铣削的切削振动对其加工质量和加工效率有着显著的影响。基于45钢微细立铣削单因素和正交组合试验,分析了直槽铣削时铣削参数对振动加速度影响的基本规律,建立了铣削参数与振动加速度之间的关系模型。研究结果表明:直槽立铣削时,槽宽方向的振动加速度aY总大于进刀方向的振动加速度aX;振动加速度随铣削参数的增加呈上升趋势,其中切削速度是振动加速度的主要影响因素;基于关系模型的振动加速度预测结果与试验结果具有较高的吻合度,可以用来进行振动加速度的预测预报。     

基于力信号的低频振动制孔刀具磨损状态分析

为分析碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)/钛合金(TC4)叠层材料低频振动制孔工艺下刀具磨损状态,开展基于切削力信号的制孔刀具磨损状态研究.通过采集CFRP/TC4叠层材料低频振动制孔过程中的切削力信号,进行时域和频域分析,探讨各信号特征量与刀具磨损状态之间的联系.研究结果表明:CFRP/TC4叠层材料低频振动制孔轴...     

微细铣削氧化锆陶瓷铣削力特征分析

针对硬态氧化锆陶瓷的微细精密加工问题,采用金刚石涂层微铣刀进行了微细铣削试验。介绍了微细铣削陶瓷材料时加工区的几何特征,分析了可能产生单齿铣削的原因。通过测力仪记录了铣削力信号,对特征力信号进行了描述和分析,研究了铣削参数以及刀具磨损对铣削力大小的影响。结果表明,微细铣削陶瓷材料时,由于每齿进给量非常小,故铣削过程易产生单齿铣削现象;铣削力轴向分量Fz的值最大,随着每齿进给量的增大,Fz呈明显上升趋势;随铣削路程的增加,刀具磨损加剧,铣削力也随之增大,受刀具磨损影响产生一定波动,特别是Fz,其增加幅度明显大于Fx和Fy的增加幅度。     

金刚石刀具振动切削颗粒增强金属基复合材料的切削机理研究

金属基复合材料(MMCs)具有强度高、密度小的特点,可广泛应用于航空航天和汽车领域,但是这种材料的难加工特性限制了其进一步推广。采用超声振动切削可以降低切削力和切削热效应,对于难加工材料和难加工零件的精密加工具有特效[1]。本文采用金刚石刀具进行切削试验,对超声振动切削金属基复合材料的切屑形态、切屑变形系数和剪切角、切削表面微观形貌与粗糙度、加工表面残余应力及刀具磨损等几方面进行了深入的研究,并与非振动切削方法进行了对比。     

切削参数对微铣毛刺尺寸影响的试验研究

以铝合金Al6061-T6为研究对象,采用单因素试验方法,利用MIKRON UCP800五轴联动加工中心进行了微铣槽试验,研究了主轴转速、切削深度和进给速度对顶部毛刺尺寸的影响,初步揭示了上述切削参数对顶部毛刺尺寸的影响规律,为主动控制微铣加工过程中的毛刺尺寸提供依据。     

微径铣刀及微细铣削技术的研究进展

介绍了微径铣刀在制造工艺、刀具性能、刀具材料和涂层技术方面的研究进展;讨论了微细铣削技术在表面粗糙度及毛刺、切削力、刀具磨损及寿命等切削机理以及对微小零件加工能力的研究成果和发展前景。     

自滚切刀具切削力试验研究

简介了自滚切刀具的基本概念,分析了切削过程中的切削力,对自滚切端铣刀的切削力进行了试验研究,得出了切削力与刀具刃倾角、刀片直径及切削速度之间的关系。试验结果表明,刃倾角对自滚切刀具的合理使用最为重要,各切削分力随刃倾角不同的变化规律源于刀刃工作前后角的变化;较小的刀片直径有利于减小切削力,使切削过程更加平稳;自滚切刀具特别适合于高速切削,较普通刀具切削速度可提高50%以上。     

超声切削加工中的动压油膜模型建立及其试验研究

根据超声切削过程的运动特性和冷却液作用特征,基于流体动压理论,建立刀具与工件之间动压油膜的模型。分析前刀面油膜压力的变化规律、分布状态和试验的工艺效果,证明超声切削过程可以产生高冲击动压的油膜,油膜压力的作用可使切屑产生弹性变形甚至是挤压变形和剪切滑移。超声振动切削过程会形成油膜作用和刀具接触切削两个阶段,油膜的作用可以增大剪切角,使刀具锐化并改变刀具前刀面与切屑的接触状态,提高加工的表面质量。讨论了油膜状态和切削液粘度对加工效果的影响。