微小几何特征微铣削试验研究

微小型零件几何特征的加工质量直接影响微小型零件的使用性能,本文对50μm厚的微小几何特征尺寸精度及表面质量开展试验研究。正交试验结果显示:微铣削黄铜材料时,铣削参数对铣削力的影响主次为每齿进给量f_z、轴向切深a_p、径向切深a_e;铣削参数对尺寸误差的影响主次为a_p> a_e> f_z;铣削参数对表面粗糙度的影响主次为a_p> f_z> a_e。试验获得优化参数组合为a_p=15μm、a_e=30μm、f_z=0. 7μm,表明微铣削过程中轴向切深对加工质量的影响大于其他参数。因此,实际生产中应选择合适的轴向切深,较大的进给量和径向切深,以保证微型几何特征的加工质量,获得较高的加工效率。     

基于DEFORM的304不锈钢铣削数值模拟

针对不锈钢材料的难加工性,为进一步研究切削机理,建立了一个简化的铣削模型。利用DEFORM有限元仿真软件对304不锈钢的铣削加工过程进行了仿真,通过径向切深、轴向切深、每齿进给量及切削速度的正交化参数条件模拟了铣削力的大小分布,并将模拟结果与实验结果进行了比较分析。结果表明仿真值与实验值较为相符,此模型能够很好地预测铣削力,为研究铣削力的影响因素、优化加工参数及不锈钢材料切削机理奠定了基础。     

微细铣削毛刺宽度仿真与试验研究

作为一种重要的微小型精密零件加工工艺,微细铣削在铣削过程中产生的毛刺严重影响其加工质量及加工效率。为有效减小微细铣削过程中的毛刺尺寸,运用有限元分析软件DEFORM对微细铣削不锈钢材料的关键因素(轴向切深、每齿进给量、主轴转速及径向切深)进行有限元分析,得出了毛刺尺寸最小的优化铣削参数,并通过微细铣削试验验证了有限元分析结果的正确性及合理性,说明有限元仿真可以有效指导铣削试验,从而降低试验成本,提高试验效率。     

航空不锈钢30CrMnSiA大去除率条件下的铣削力分析

针对航空不锈钢30CrMnSiA加工效率和加工质量的问题,从粗加工角度出发,研究大去除率条件下切削参数对切削力的影响规律。以主轴转速、每齿进给量、轴向切深与径向切深为影响因素,采用多因素正交试验与极差分析法对铣削力进行研究。分析结果表明:在大去除率铣削参数条件下,径向切深、每齿进给量、主轴转速分别为X、Y、Z三个方向切削力的最主要影响因素。     

异种材料微尺度铣削力试验与对比分析

在传统切削研究中,工件材料通常是均匀和各向同性的,但当切削过程从宏观尺度变化到介、微观尺度时,微铣削加工中起主要作用的因素与宏观铣削加工相比有很大不同。因此,微细铣削的研究必须考虑工件材料的影响。本文从理论上对螺旋微立铣刀受到的铣削力机理进行了分析,采用试验方法对微铣削不同工件材料时的微铣削力进行对比研究。在微铣削加工中,切削力随着微刀刃切入角度的变化而变化,其中微切削力的计算采用平均力。试验考虑主轴转速n、进给速度Vf、轴向切深ap以及不同工件材料对微切削力的影响,工件材料选择铝合金5083-O和6082-T6、钛合金Ti6Al4V、45钢、不锈钢304、工具钢SKH-9。试验结果表明:微铣削加工过程中的微切削力受铣削参数和加工材料影响,其中硬度、塑性越大的材料,切削力越大,材料的导热率越小,其微切削力越小。     

圆周铣削加工动态和静态铣削力MATLAB仿真分析研究

基于圆周立铣刀在铣削加工中静态和动态切削力分布对工件尺寸精度有较大影响的现状,对静态和动态铣削力模型进行建模研究,建立有效铣削力分布预测仿真,并对静态和动态铣削力仿真结果进行对比分析,研究结果表明在铣削过程中动态铣削力分布对工件已加工部分的尺寸精度预测较静态铣削力预测有较大优势,通过改变刀具齿数、进给速度、径向切深3个加工参数,对铣削力分布进行对比仿真研究,选择出更加合理的铣削参数,研究表明对比分析较单纯依靠单一模型更加具有参照性.     

微细铣削力对毛刺尺寸的影响规律研究

毛刺是影响微细铣削质量和效率的关键因素之一,本文运用有限元仿真与微细铣削试验相结合的方法研究了微细铣削中轴向力与径向力对毛刺宽度的影响,并以毛刺宽度为试验指标获得轴向力与径向力对毛刺宽度的影响规律。结果表明:当微细铣削参数大于临界未变形切屑厚度时,毛刺宽度随轴向切深、每齿进给量的增大而增大;当微细铣削参数小于临界未变形切屑厚度时,毛刺宽度随轴向切深、每齿进给量的增大先增大后减小,轴向力、径向力随轴向切深、每齿进给量的增大先增大后减小。总的来讲,毛刺宽度总体趋势随着轴向力、径向力的增大而增大,在后续的微细铣削参数优化中可以将切削力作为优化指标,间接地降低毛刺尺寸。     

内圆角铣削加工几何分析及铣削力预测

为实现内圆角加工瞬时铣削力预测,提出了工件轮廓和刀具路径的参数化表示方法,依据圆弧角大小不同将内圆角铣削分为两类,分析了其铣削过程。建立了瞬时铣削力模型,采用等参数间隔法,推导了刀具瞬时位置和位置角计算公式。针对不同铣削阶段,给出了实际径向切深计算模型,提出了基于实际径向切深的瞬时未变形切屑厚度计算方法。对内圆角加工的铣削力预测,并进行试验验证。仿真结果与试验结果在变化趋势和幅值方面均具有良好的一致性,仿真耗时显著减小,表明提出的铣削力模型具有较高的精度和计算效率,从而为恒负载铣削和颤振抑制提供了理论基础。     

高速铣削钛合金Ti-6Al-4V切削力仿真研究

切削力对工件的机械加工性和刀具磨损有重要的影响。基于有限元仿真技术,针对钛合金Ti-6Al-4V高速铣削力进行数值仿真,重点研究切削参数对铣削力的影响规律。结果表明:随着每齿进给量和径向切深的增加,切削力有不同程度的增加;随着轴向切深的增加,切削力呈正比增加趋势,但主轴转速对铣削力影响并不明显。分析结果为钛合金Ti-6Al-4V高速铣削加工工艺参数优化奠定了基础。     

考虑犁切力的微铣削颤振稳定域建模与分析

以微结构铣削加工为研究对象,建立了微观尺度下考虑犁切效应的铣削动态铣削力模型和颤振稳定域解析模型。在微铣削加工实验的基础上,对应于刀齿的每一个瞬时转角,对微铣削颤振稳定域进行了时域求解,进而研究了犁切-剪切机制对微铣削颤振稳定域的影响。实验结果表明犁切效应对微细铣削过程的加工不稳定现象没有显著的影响。     

硬质合金平头铣刀铣削力系数的试验研究

为分析硬质合金平头铣刀的铣削力系数与各工艺参数的关系,选取不同每齿进给量、轴向切深、径向切深等工艺参数组合进行正交试验。采用二次回归方程方法拟合出切向铣削力系数函数和径向铣削力系数函数,并验证了铣削力系数函数的可靠性。通过试验研究,确认轴向切深和每齿进给量对硬质合金平头铣刀铣削力系数影响较大。     

型腔模具拐角高速加工的切削力研究

在型腔模具的高速铣削中,拐角处切削力的突变会影响加工的质量和加工效率。拐角高速铣削中,对影响切削力的主要因素有进给速度、轴向切深、径向切深和主轴转速。为了研究拐角加工中切削参数和切削力的关系,先进行了一系列的单因素实验,然后进行四因素四水平的正交试验,通过线性回归正交实验法,建立拐角铣削力预测模型。对该预测模型进行了回归方程和回归系数的显著性检验,证明了该预测模型的显著性及得出各因素的对切削力的影响顺序。该模型可用于高速拐角加工中预测切削力及合理选择铣削参数。     

高速铣削司太立合金切削力的研究

司太立合金是一种以钴、铬、钨为主要元素的硬质合金,较多用于以金属粉末的形式在各种基体金属表面进行堆焊,堆焊层具有耐高温、耐磨损、抗腐蚀等优点,但其切削加工性较差。通过建立司太立合金的高速铣削仿真模型,研究了铣削参数对铣削力的影响规律,建立了主切削力经验公式。结果表明,在研究参数范围内,铣削参数对主切削力的影响显著性由大到小的顺序为：每齿进给量、轴向切深、径向切深、切削速度,其中主切削力的变化与切削速度呈负相关,与每齿进给量、轴向切深和径向切深呈正相关。     

立铣刀齿数和螺旋角对铣削变截面涡旋盘影响仿真研究

变截面涡旋盘加工精度要求高,刀具的选择直接影响加工质量。通过分析涡旋压缩机工作原理以及刀具参数对铣削变截面涡旋盘的影响,建立了高速铣削HT250铸铁变截面涡旋盘的仿真模型及简化后的二维铣削模型,利用ABAQUS软件分析了刀具齿数和螺旋角对铣削力和铣削温度的影响规律。试验表明,随着刀具齿数的增加,切向力F_x、径向力F_y和轴向力F_z都增大,铣削温度也逐渐增大;随着螺旋角度的增大,切向力F_x和径向力F_y减小,轴向力F_z增大,铣削温度先减小后增大。分析表明,合理的刀具参数可以减小涡旋齿的变形,本研究可为加工变截面涡旋盘时选择合理的刀具齿数和螺旋角提供依据和参考。     

铣削参数对316L不锈钢切削性能的影响

为了提高316L不锈钢的铣削加工效率,对316L不锈钢铣削过程中的铣削力进行分析,利用AdvantEdge软件对影响316L不锈钢铣削性能的铣削参数以单变量因素进行二维铣削仿真研究,通过试验验证铣削力变化规律。结果表明：在主轴转速2500～4000r/min范围内,随着主轴转速的增大,铣削力先增大后减小;在铣削深度0.5～2.0mm范围内,铣削深度与铣削力的变化呈正相关;在铣削宽度1.5～3.0mm范围内,切削宽度与切削力的变化呈正相关;为了提高316L不锈钢的切削性能,在实际铣削加工中应采用较高的转速、较小的铣削深度和铣削宽度。     

高速铣削时铣削力的研究

基于数控机床动力学测试分析和仿真系统,求得加工时的切削稳定域,确定加工参数的范围。在其它参数不变的情况下,通过对求得的切削力和功率的分析,得到转速高的铣削力相对较小,刀具螺旋角对铣削力的影响较小,切宽与铣削力不呈线性关系,切深与铣削力呈线性关系。文中对高速加工参数的选择有一定的指导意义。     

铣削加工过程的动态稳定性极限分析

在铣削过程中,由于系统模型的非线性和复杂性,加工过程参数很难控制.利用matlab软件,对铣削过程中主轴转速和轴向极限切削深度的关系进行了仿真,分析了系统切削参数对切削稳定性的影响.由仿真结果知,轴向极限切深随着主轴转速的增大呈现周期性变化,系统径向切削参数增大使轴向极限切深变小,增大系统阻尼使轴向极限切深增大.     

高速微铣削稳定性的声发射监测

针对高速微铣削过程的稳定性没有直接衡量标准的问题,提出了采用声发射信号对不同加工参数下的高速微铣削过程进行监测的方法。利用添加高斯白噪声的集合经验模态分解法对采集到的信号分解重构,计算声发射信号的幅度、能量、中心频率的均方根和方差值作为特征值。对按权重进行加和后的信号特征总值与加工参数的关系进行分析。试验结果表明,主轴转速和声发射信号稳定性呈负相关,进给速度、轴向切深、径向切深和声发射信号稳定性呈正相关,轴向切深对稳定性影响最大。     

基于多岛遗传算法的环形薄壁铝合金零件铣削参数优化

在对环形薄壁铝合金零件进行铣削加工过程时,薄壁铝合金零件局部区域存在变形量大的问题,为此,提出了一种采用多岛遗传算法对薄壁零件铣削参数进行优化的方法.采用有限元分析软件,对该区域进行了三维铣削仿真,获取了铣削力参数;基于Isight平台,以铣削力为优化目标,以主轴转速、径向切深、轴向切深3个铣削参数作为优化变量,采用最...     

基于切削层形状的动态铣削力试验研究及建模

选取轴向切深、每齿进给量、径向切深和主轴转速为试验因素,采用YDX-Ⅲ9702型压电式铣削测力仪,进行了动态铣削力正交实验。针对立铣刀侧铣加工,研究了单刃铣削的临界条件,为设计试验方案提供了理论依据。结合铣削过程,采用角度积分方法求解铣削力模型,避免了轴向积分的繁琐计算。精确地建立了简捷且适应性强的基于切削层形状的动态铣削力预测模型,模型的仿真结果和试验数据相吻合。