轴向超声振动车削316L不锈钢试验研究

对316L不锈钢进行轴向超声振动车削和普通车削单因素对比试验,研究超声振幅和加工工艺参数（切削速度、进给量）对切削力和表面粗糙度的影响规律。试验结果表明：轴向超声振动车削能够有效降低切削力、表面粗糙度和表面轮廓高度;与普通车削相比,采用轴向超声振动车削加工方式,超声振幅越小,表面粗糙度的改善效果越明显;当进给量由5 μm/r增加到25 μm/r,轴向超声振动车削的主切削力降低了17%~21%,表面粗糙度降低了21%~28%;随着切削速度的增大,轴向超声振动车削的表面粗糙度和切削力先下降后上升,存在最佳切削速度范围,表面粗糙度最多可降低29.9%,切削力最多可降低30.1%。     

奥氏体不锈钢在干切削和微量润滑条件下的切削力的研究

金属切削加工中冷却润滑液的使用会增加加工成本,污染环境,而干切削和近干切削可以彻底消除或极大地减少冷却润滑液的使用,所以其成为许多单位研究热点.近来奥氏体不锈钢在各行业内应用越来越广,为了充分了解奥氏体不锈钢的切削性能,本文对奥氏体不锈钢0Cr18Ni9在传统乳化剂、干车削和微量润滑车削条件下进行切削试验,通过设计多因素正交试验方法,建立压电式测力系统测量切削过程中的动态平均切削力,在不同的冷却润滑方式下,比较背吃刀量、切削速度、进给量等切削用量对切削力的影响,得出各个因素的影响曲线图,从而揭示奥氏体不锈钢0Cr18Ni9在车削过程中的切削力变化情况,为实际的生产加工积累和提供基础数据.     

硬质合金微坑车刀切削304不锈钢残余应力有限元仿真

为了研究硬质合金微坑车刀对304不锈钢表面残余应力的影响规律,采用有限元仿真平台建立二维切削模型,用不同切削参数车削304不锈钢,得到切削参数对切削力、切削温度及残余应力分布的影响规律。研究结果表明:表面残余拉应力和里层残余压应力随切削速度的增大均先增大后减小,而随着进给量的增大,表面残余拉应力逐渐减小,里层残余压应力逐渐增大。     

振动切削参数对纳米振动切削过程的影响

采用分子动力学的方法建立了金属钛的纳米振动切削模型,通过切削仿真研究了振动切削参数变化对整个振动切削过程的影响。研究发现:振动频率和振幅的增大会使接触率、切削力及切削温度的数值减小。切削速度增大会使接触率、切削力及切削温度升高,相比对切削力的改变,在切削速度小于100m/s的情况下对切削温度的影响效果更显著。刀具刃口半径的增大会使切削过程中已加工面的变质层厚度增加,表面粗糙度增大,切削力与切削温度的数值随刃口半径的增大而增加,当刃口半径跟切削厚度之比大于1时,背吃刀力及切削温度提升的速率更快。     

CVD金刚石厚膜刀具切削参数对切削力及粗糙度影响的研究

为了探究CVD金刚石厚膜刀具切削参数(包括刀具后角、刀尖圆弧半径、切削速度、进给量和切削深度)对切削力和被加工表面粗糙度影响的初步规律,采用单因素方法进行了一系列CVD金刚石厚膜刀具车削仿真和试验研究。结果表明:AdvantEdge有限元仿真软件模拟切削力过程有一定的准确性;在试验参数范围内,随着刀具后角的增大,切削力和表面粗糙度都是先减小后增大,当后角为11°时,切削力和表面粗糙度值最小;随着刀尖圆弧半径的增大,切削力逐渐增大,而表面粗糙度则逐渐减小;随着切削速度的增大,切削力和表面粗糙度都是先增大后减小,当切削速度为90m/min时,切削力和表面粗糙度值最大;随着进给量的增大,切削力和表面粗糙度都显著增大;随着切削深度的增大,切削力和表面粗糙度都逐渐增大,但切削深度对表面粗糙度的影响较小。     

超声振动超精密车削Ti6Al4V的表面质量研究

为研究超声振动辅助超精密车削Ti6Al4V切削性能,使用Son-x公司的UTS one设备使单晶金刚石刀具在切削方向振动,使用350FG摩尔Nanotech 4轴机床进行加工,采用四因素三水平正交试验,试验因素为切削速度、切削深度、进给速度和刀具振幅,切削力、表面粗糙度为评价指标。采用Zygo的Nexview 8050三维光学表面轮廓仪测量表面粗糙度;采用Kistler 9256B三相测力仪测量主切削力、进给抗力、切深抗力;采用日立TM3000扫描电镜对切屑进行观察。结果表明：切削速度对表面粗糙度和切削力的影响最大,切削深度和刀具振幅影响次之,进给速度对表面粗糙度和切削力均无显著影响;提高刀具振幅从总体趋势上可以降低切削力和表面粗糙度;随着切削速度的提高,即使切削速度远低于传统公式中计算出来的临界切削速度,切屑也会从平整带状变为两侧呈规律性锯齿状的带状,进而成为散裂状并且中间出现裂纹的切屑,在刀具振幅下降的过程中,以上现象更为明显。     

颗粒增强钛基复合材料车削试验研究

为研究切削参数对颗粒增强钛基复合材料已加工表面粗糙度的影响规律,通过对切削力和切削温度开展试验研究,探究钛基复合材料的切削加工性。结果表明:在车削钛基复合材料时,随切削速度提高,切削力先增大后减小;切削温度随切削速度的升高而升高,且在较高速度范围内温度升高放缓;切削力随着颗粒含量的升高明显增大,但切削温度有所降低;切削参数在v=80～100 m/min,a_p=0.30～0.60 mm,f=0.06～0.10 mm/r范围内,已加工表面粗糙度R_a可在0.5 μm以下。      

工艺参数对单晶硅超精密加工切削力的影响

为了了解单晶硅超精密车削过程中不同切削参数及刀具前角对切削力的影响,利用单晶金刚石车刀对单晶硅进行单因素变量超精密车削试验。试验结果表明:进给量f和切削深度a_p对X、Y、Z方向的切削力F均有增大的趋势;而在切削速度v_c增加时,各方向的F逐渐减小;切削前角减小时,切削力反而增大。通过各因素对切削力F的变化幅值可以得到,对F影响较大的参数为a_p及f。选取最佳组合参数对单晶硅进行超精密切削试验,得到极为光滑的表面。     

Inconel718切削过程的有限元仿真研究

为了研究高速切削Inconel 718的切削机理,应用有限元软件DEFORM-2D模拟了高速切削Inconel 718的切削过程,分析了切削速度对切削温度、切削力和剪切角的影响规律以及切削过程中刀具和工件的应力场分布情况.仿真结果表明:切削力随着刀具的切入先迅速线性增大,然后趋于稳定,切削力随切削速度的增大呈下降趋势.切削温度的最高点总是位于前刀面上距离刀刃不远的地方.最高切削温度随着切削速度的增大而增高.最大刀具等效应力出现在前刀面上切削刃的周围,工件上最大等效应力出现在第一变形区.切削过程中,剪切角随切削速度的增加而增大.     

基于切削技术的金刚石刀具磨损特征分析

金刚石刀具的磨损情况决定其使用寿命。用金刚石PCD刀具切削6061-T6镁铝合金工件,通过不同切削速度、切削深度、振动频率、刀具后角时的切削力及切削温度变化,研究不同刀具前后角、进给量、切削转速时的工件表面粗糙度及刀具磨损面积。结果表明:金刚石刀具的切削力和切削温度随切削速度、切削深度的增加而增大,随振动频率的增加而减小;刀具后角增大,金刚石刀具的切削力呈先下降而后缓缓上升趋势,但对切削温度的影响很小。当刀具前角为10°,刀具后角为8°,切削速度为0.46?m/s,切削深度为28?μm,进给量为0.10?mm/r,切削转速为4100?r/min,振动频率为22?kHz,切削振幅为9?μm时,金刚石刀具的磨损面积最小,磨损程度最低,使用寿命最长,但工件的表面粗糙度稍高。      

颗粒含量对复合材料切削力及表面粗糙度的影响研究

为探索45%SiCp/Al复合材料切削力和表面粗糙度变化规律,用PCD刀具对45%SiCp/Al复合材料和铝合金材料进行车削正交试验,分析颗粒含量、切削速度对切削力和力的波动的影响规律,以及力的波动对表面粗糙度的影响。结果表明:对于45%SiCp/Al复合材料和铝合金材料,其颗粒含量越高,三向切削力F_x、F_y、F_z越大而力的波动越小;在45%SiCp/Al复合材料切削过程中,一般情况下,进给力小于背向力和主切削力,但当切削速度为90～120 m/min时会出现背向力大于主切削力的情况;当切削速度增大,切削力和力的波动值都有先增大后降低再增大的趋势;切削力波动的幅度越大,表面粗糙度越大。     

复合排齿圈车削模型的有限元仿真

基于Deform3D软件平台,针对薄壁件复合排大齿圈建立三维有限元模型,并模拟了不同工艺参数下的车削加工过程,得到了切削过程中的切削力分布场和温度场。通过分析不同切削参数下切削力和切削热的变化规律,得出切削深度和进给量对切削力影响较大,而切削速度对切削热的影响大于切削深度和进给量。该研究结果为进一步优化工艺参数和加工变形控制提供了依据。     

316L不锈钢车削用刀片的槽型结构对切削性能的影响

316L具有优良的耐腐蚀性能,是目前较为广泛应用的奥氏体不锈钢。本文以316L不锈钢为研究对象,选择EM（大前角）、SM3（小反屑角）、MM（小前角）、SF（大反屑角）等四款槽型结构的硬质合金刀片,在半精加工的加工参数下进行切削加工,研究不锈钢车削刀片不同槽型几何结构对切削性能的影响规律。结果表明：EM和MM刀片切削力相对最低,刀片槽型反屑角越小,切削力越小,结合槽型特征说明合理的双前角设计利于减小切削力;刀片的断屑能力主要与反屑角的大小以及进给量有关,在不引起切削力显著增大的前提下,将反屑角设计在20°左右,可以获得良好的断屑性能;MM刀片在小进给和切削深度下加工表面粗糙度较好,但受到工艺参数显著影响,EM刀片加工表面粗糙度最佳且稳定;从四种刀片的磨损情况来看,EM刀片在半精加工的工艺参数下抗磨损性能最佳。     

304不锈钢切削加工表面显微硬度研究

难加工材料304不锈钢具有优良的综合性能,广泛应用于核电、海洋工程领域,其加工表面质量一直是研究热点。文章采用单因素切削实验方法研究硬质合金车刀切削304不锈钢的切削参数对显微硬度的影响。利用响应曲面法,分析切削参数对切削力和显微硬度的影响规律;通过仿真分析,研究切削温度与切削参数和距已加工表面深度的关系;通过分析硬化层显微结构,研究滑移线、硬化深度和显微硬度三者的关系,揭示加工硬化的变化原因。分析研究表明,增大切削速度,减小进给量,可减小切削力;切削温度随着切削速度的增加,先增加后减小,随着进给量的增加而增加;显微硬度值越大,滑移线越密集,硬化深度越深。     

不锈钢微量润滑车削残余应力的研究

为了了解不锈钢微量润滑切削的加工残余应力规律,以切削深度、切削速度、进给量和切削液为影响因素,以加工残余应力为结果,进行不锈钢车削的四因素三水平正交实验。结果表明:加工残余应力一般为拉应力;对残余应力的影响从大到小依次为:切削速度、切削液类型、切削深度和进给量,其中前二者影响较大;残余应力随着切削速度增加而增大;单一因素对加工残余应力影响不显著,多因素联合调节时,则有一个较大的影响效果。     

高速侧铣镍基合金Inconel 718切削力试验研究

采用整体式涂层硬质合金立铣刀对镍基合金Inconel 718进行了高速侧铣试验,研究了切削参数(包括切削速度、进给量、轴向切深和径向切深)的变化对切削力的影响。研究发现,随着轴向切深的增大,切削力先增大后减小,这主要是由于刀具在切削力的作用下产生了一定程度的弯曲变形和扭转变形,改变了刀具的整体刚度;随着切削速度、每齿进给量和径向切深的增大,切削力的值呈现线性增加的趋势,其中对切削力变化影响最大的是切削速度。     

基于MQL的碳纤维复合材料制孔表面质量及切削力试验

目的 减少碳纤维增强复合材料(CFRP)制孔表面毛刺及边缘凸起等缺陷。方法 对比研究在干切削和微量润滑(MQL)2种加工条件下碳纤维增强复合材料(CFRP)的制孔,在切削速度一定时,探究切削方式、进给速度对制孔尺寸精度、表面质量、切削力的影响。采用方差分析对各影响因素及其权重进行分析。结果 得出了切削方式和工艺参数对制孔尺寸精度、切削力、表面质量的影响规律。试验结果表明,在微量润滑条件下,由于润滑和降温的影响,表面毛刺得到有效去除,纤维断面平整,剪切作用明显,抑制了由温升所引起的边缘隆起膨胀现象,试样的表面质量得到显著提高,切削力整体降低。在干切削和微量润滑条件下对制孔尺寸精度影响最大的是切削方式。对于切削力,在干切削时受到切削方式的影响最大,在微量润滑条件下受到进给速度的影响最大,随着进给速度的增大而增大。结论 在现有试验条件下,微量润滑的加工质量总体上优于干切削的加工质量,其制孔尺寸的精度整体更高,其切削力最大降低了84.26%。     

插铣加工淬硬钢切削力研究

使用插铣法加工硬度为HRC50的P20淬硬钢,分析各种切削参数(切削速度、进给速度、切削步距、切削行距)对切削力的影响。研究结果表明:切削力基本不受切削速度的影响,随进给速度的增加而增大且呈线性增加的趋势,随切削步距和行距的增大而增大。     

Fe基非晶态合金切削性实验研究

通过与45钢对比,分析了Fe基非晶合金在不同切削速度和切削深度的交互作用对主切削力和切削合力的影响,结果表明:在相同切削参数下,Fe基非晶合金主切削力小于45钢,而切削合力却大于45钢,切削力都表现出随着切削速度的增加逐渐减少,以及随着切削深度的增加均匀增大的趋势。研究发现切削速度在80 m/min下产生的切屑晶化程度多达52.5%,认为Fe基非晶合金锯齿状切屑的形屑机制为局部突变性剪切,在切削速度为60 m/min时切屑的片状结构中会出现大量微孔洞,而切削速度达到80 m/min以上时,黏滞流变会增加,微孔洞数量减少。     

切削速度对切削力频谱特性影响的实验研究

切削力的频谱特征与切削速度密切相关.本文利用频谱分析方法分析了不同切削速度下的切削力信号.结果表明,在不同切削速度下,切削力的功率谱存在若干特征频率,其幅值随着切削速度的减小而增大,可为切削监控提供依据.