镁合金低温切削性能及工艺参数优化

为改善镁合金的切削加工性能及加工表面完整性,优化切削加工工艺参数,基于拟水平法设计了四因素四水平正交车削试验,研究切削三要素以及切削介质（常温干切、液态二氧化碳和液氮）对ZK61M镁合金车削加工表面完整性的影响规律。实验结果表明：切削深度对切削力的影响最显著,进给量次之,切削速度的影响较小,低温切削能降低切削力,但对切削力的影响不显著;进给量对表面粗糙度和残余应力具有显著影响,随着进给量增大,表面粗糙度增大,并引入表面残余拉应力;冷却介质对表面粗糙度和表面残余应力具有次显著影响,相比于常温切削,采用低温切削能有效降低加工表面粗糙度,细化表层晶粒,增大表面残余压应力,同时,采用液态二氧化碳作为冷却介质的效果优于液氮。基于灰色关联分析得到ZK61M镁合金低温切削的最优工艺参数：v_c=100 m/min,f=0.05 mm/r,a_p=0.4 mm,采用液态二氧化碳作为冷却介质。用关联分析结果建立了工艺参数与加工质量间的响应预测模型,平均误差为7.93%。     

陶瓷材料超声铣磨加工的实验研究

对陶瓷材料的超声铣磨加工系统的结构与工作原理进行分析,并采用超声振动实验系统对陶瓷材料进行超声磨削加工正交实验,研究不同工艺参数对超声加工陶瓷材料表面粗糙度的影响。实验表明:与传统机械加工相比,超声加工能够使工件的表面粗糙度值降低;当振幅最大、主轴转速最大、进给速度最小、切深最小时,得到的加工表面粗糙度值最小;加工参数对粗糙度值影响大小依次为:进给速度、主轴转速、振幅和切削深度。     

车铣粗糙度预测模型的建立和分析

车铣加工是近些年来发展起来的先进的切削加工技术之一.采用正交试验法,进行一系列的正交车铣铝合金切削实验,研究车铣切削用量与表面粗糙度之间的变化规律.通过正交试验法的方差分析进一步确定了各因素对表面粗糙度的影响大小的主次顺序,铣刀转速(切削速度)和工件转速对表面粗糙度的影响较大.采用回归分析原理,建立了表面粗糙度的预测模型,统计检验结果表明,所建立的表面粗糙度预测模型呈高度显著检验状态,具有很高的可信度.     

金刚石车削表面微观形貌形成机理的研究

为了在超精密加工前预测并控制表面粗糙度，提出一种建立圆弧刃车刀金刚石车削表面微观形貌的几何模型的新方法，开发并编写了表面微观形貌的仿真程序，在程序中考虑了刀具几何参数、振动和最小切削厚度对已加工表面特性的影响，通过理论分析和试验研究确定了最小切削厚度与切削刃钝圆半径之间的关系，分析了影响已加工表面粗糙度的若干因素，并在仿真生成的表面微观形貌中成功地加入了随机振动信号，大量切削试验是在自行研制的亚微米CNC超精密机床上进行的，结果表明：利用所建立的表面微观形貌几何模型，能够预测金刚石车削加工将要获得的表面粗糙度。     

高速铣削淬硬钢切削力及表面粗糙度研究

使用铣削方法加工P20模具钢,分析高速切削加工中,切削速度、进给量、切削深度对切削力、被加工零件的表面粗糙度的影响.研究结果表明:切削力受切削速度影响较小,进给量和切削深度的增大会引起切削力的成倍增大;被加工零件表面粗糙度受进给量影响最大,其次是切削速度,影响最小的是切削深度.     

光学晶体材料的各向异性对金刚石车削表面粗糙的影响

单晶脆性光学晶体材料是各向异性材料,在进行切削加工时,已加工表面的粗糙度将随晶向的变化发生改变.本文研究了金刚石超精密切削加工单晶材料时已加工表面粗糙度的变化规律,提出了解理面上的正应力与滑移面沿滑移向上的剪应力哪一个占主导地位正是加工表面的粗糙度呈各向异性分布的原因.最后,本文通过对单晶Ge(110)晶面、(111)晶面的切削试验验证了本文所提出的理论.     

铝合金连杆大端孔高速切削表面质量的试验

在高速切削过程中,切削速度、进给速度是影响加工表面粗糙度的决定性因素．用PCD刀具对铝合金孔进行高速切削时,对不同切削参数下的表面粗糙度变化规律进行了理论分析和试验研究．通过试验确定的合理参数值可提高产品的加工质量．     

某型钛合金航空零件表面粗糙度的切削实验研究

针对某型钛合金航空零件,通过切削实验,研究了刀具螺旋角、切削速度和每齿进给量对零件表面粗糙度的影响,在此基础上,为零件的切削加工选择了较为合理的刀具和切削参量,获得了合格的加工质量和较好的经济效益。     

基于表面质量的小型精密零件切削工艺优化

为了提高小型精密零件在切削过程中的表面加工质量,以小型精密零件的表面粗糙度为目标函数,设计并实施了一系列小型精密零件的切削加工试验.采用单因素试验法分析了切削深度、切削速度及供给量等工艺参数对目标函数的影响,运用多元线性回归分析法建立切削工艺参数与目标函数的关系模型,从而获得最佳工艺参数组合并进行试验验证.结果表明,切削速度与切削深度对表面粗糙度为负向影响,供给量为正向影响,经优化参数组合加工工件的表面粗糙度均匀性较好,产品表面质量得到了较大改善.     

球头铣刀高速铣削铝合金表面粗糙度研究

球头立铣刀铣削曲面时，刀具轴线与工件曲面法线之间的夹角对工件表面质量及刀具寿命有着重要影响，通过对球头铣刀刀具轴线和工件加工表面之间的倾角研究，提出了调整刀具和工件之间的加工倾角，有效改善切削条件的策略；通过高速铣削铝合金表面粗糙度的实验研究，获得了进给量、切削速度以及进给方向对高速铣削铝合金表面粗糙度的影响规律，对高速铣削参数以及刀具切削路径的优选具有一定的指导意义．     

高速车铣已加工表面粗糙度的理论与实验研究

综合考虑了刀具几何参数、刀具与工件的相对运动以及切削用量对已加工表面轴向残留面积高度的影响,建立了高速正交车铣已加工表面轴向残留面积高度的理论计算模型和计算公式,并据此提出了已加工表面粗糙度理论值的计算方法．实验研究结果表明。理论轴向残留面积高度是影响实际高速正交车铣已加工表面粗糙度的主要因素．     

Experimental Study of Machinability in Millgrinding of SiCp/Al Composites

An attempt was made to investigate the machinability of Si Cp/Al composites based on the experimental study using mill-grinding processing method. The experiments were carried out on a high-speed CNC machining center using integrated abrasive cutting tool. The effects of combined machining parameters, e g, cutting speed(vs), feed rate(vf), and depth of cut(ap), with the same change of material removal rate(MRR) on the mill-grinding force and surface roughness(Ra) were investigated. The formation mechanism of typical machined surface defects was analyzed by SEM. The experimental results reveal that with the same change of material removal rate, lower mill-grinding force values can be gained by increasing depth of cut and feed rate simultaneously at higher cutting speed. With the same change of MRR value, lower surface roughness values can be gained by increasing the feed rate at higher cutting speed, rather than just increasing the depth of cut, or increasing the feed rate and depth of cut simultaneously. The machined surface of Si Cp/Al composites reveals typical defects which can influence surface integrity.     

表面沟槽微织构刀具高速微车削试验研究

针对微型刀具高速微切削过程中磨损严重的问题,基于表面非光滑技术,在刀具表面置入沟槽微织构,达到增强刀具减磨排热、抗粘结以及刀具抗磨能力。利用激光加工技术在微型车刀表面加工沟槽微织构;使用自行研制的高速微车削实验装置进行AL6061微加工实验,并针对刀具表面磨损状况、切屑形态、已加工表面粗糙度等三个方面进行评价。试验结果表明,沟槽微织构在提高刀具减摩性能及改善切屑形态和已加工表面质量方面效果良好。     

正交车铣表面粗糙度预测模型的研究

车铣是近些年来发展起来的先进切削加工技术.采用多元回归正交试验法,进行了正交车铣ZL101铸铝合金的切削试验,确定了正交车铣切削用量与表面粗糙度之间的关系.轴向进给量对表面粗糙度影响最大,铣刀转速和偏心量等因素对表面粗糙度影响次之.通过正交试验法的回归分析原理,建立了表面粗糙度的预测模型,根据统计检验结果表明,所建立的表面粗糙度预测模型呈高度显著检验状态,具有很高的可信度.     

硬铝合金超精密车削残余应力的仿真及试验

为满足超精密车削加工零件低表面应力的使用性能要求,采用有限元和试验相结合的方法,对硬铝合金进行微米级的超精密车削仿真和试验.分析切削过程的切削力和切削温度,研究已加工表面残余应力产生的原因及残余应力的性质,得到切削深度和切削速度对已加工表面残余应力的影响规律.仿真结果表明:金刚石刀具车削硬铝合金,切削温度低,切削力小,但是单位切削力大.切削力是已加工表面形成残余压应力的主导因素.表层残余应力随着切削深度的增加而变大,随着切削速度的增大反而有减小的趋势.在微米级硬铝合金的超精密切削过程中,切削深度对已加工表面残余应力的影响更为显著.进行微米级的超精密车削试验,采用XRD对表层残余应力进行测量,对有限元仿真结果进行了验证,为硬铝合金超精密车削表面残余应力的控制打下理论基础.     

磨料射流中高分子聚合物的微量添加对切割性能的影响

从提高射流利用率出发,在后混合磨料水射流切割系统中添加高分子聚合物（PAM）,主要通过使用粗糙度轮廓仪考察大理石加工面粗糙度变化特征,进而揭示PAM浓度影响切割质量的机理及规律。结果表明,PAM溶液与纯磨料水射流所对应的加工面粗糙度沿切深方向变化均表现为在初始段略微减小后即显著上升。进一步研究还发现,PAM浓度在C≈400ppm时才具有明显的减阻效果使得加工面粗糙度显著降低,且在C≈600ppm时由于聚合物粘弹性应力与大量小尺度涡旋能级匹配实现最大限度减阻,由此可获得最佳的表面质量。此外,不同PAM浓度对表面粗糙度的影响程度随靶距或切割速度的增加显著提高,利用此特性可优化水刀工作参数以提高其加工效率。切缝宽度测试结果表明,其值沿切深方向在C≈ 600 ppm处收缩最小,这说明合适PAM浓度确能有效改善射流结构特征,达到提高射流切割能力之目的。     

高速研磨中研磨压力对工件表面粗糙度的影响

本文通过实验研究了在固着磨料高速研磨中,研磨压力对工件已加工表面粗糙度的影响.研究发现当磨料较细时,工件已加工表面粗糙度随研磨压力的变化较小;当磨料较粗时,已加工表面粗糙度值随研磨压力的增大而减小,也就是说粗研时增大研磨压力可减小工件已加工表面粗糙度值.     

淬硬钢硬态切削表面粗糙度研究

使用Ti—C基金属陶瓷刀具对45淬硬钢进行了切削试验,研究了切削用量对表面粗糙度的影响．试验分析表明,进给量对表面粗糙度影响最为显著,切削速度对表面粗糙度有一定影响,切削深度对表面粗糙度的影响很小．运用回归分析法,建立了硬态切削表面粗糙度预测模型,通过试验验证了预测模型的准确性．     

Influence and Optimization of Surface Roughness on Surface Integrity during Turning Using Grey Relational Analysis

Current machining studies have reported effects of prevalent and common factors, while ultra-high finish requires holistic approach to identify all factors and investigate their effects on machining of hard to machine materials. In this work, a less investigated yet important factor, roughness of the uncut surface, was studied, and its effects on the individual response, i.e., surface finish of the machined part, were found to be significant. AISI 316, which is mainly applied in strategic areas, was selected and three effective turning factors, cutting speed (A), feed rate (B), and roughness of the uncut surface (C) on three output responses including surface roughness of the machined surface (R_a), microhardness(HV), and material removal rate (MRR), were reported. Further, single response optimization of the individual output response and multi-response optimization of all the three responses were carried out. Taguchi L₉ orthogonal array based signal-to-noise (S/N) ratio method was used for individual response optimization, and grey relational analysis (GRA) was employed for multi-response optimization. Effects of the process factors on the output responses were evaluated through inclusive statistical analyses. The individual response optimization revealed that there was a considerable effect of roughness of the uncut surface on the machining performance. Results of the GRA illustrated that the speed during the cutting process and the feed rate had substantial trace on the surface integrity (indicated by R_a and HV) and production rate (indicated by MRR), while roughness of the uncut surface did not have a significant effect.