立铣刀周铣加工表面形貌仿真的研究

基于运动齐次坐标的变换矩阵和矢量运算法则,建立了立铣刀周铣加工过程中刀齿的运动轨迹方程,给出了立铣刀周铣加工所产生表面形貌的仿真算法,并基于MATLAB开发了表面形貌仿真系统。通过试验和仿真结果对比,说明了该系统是可靠的。并基于仿真系统研究了铣削方式和进给量对表面形貌的影响情况,仿真结果表明铣削表面粗糙度随着进给量的增加而增大,但是顺铣表面质量高于逆铣表面。这进一步说明了该系统具有较高的可信性,因此,仿真结果可以为实际加工提供切实参考。     

基于MATLAB数值仿真的球头立铣刀加工表面三维形貌预测

球头立铣刀在加工过程中和工件表面近似于点接触,因此在复杂曲面零件加工中有显著优势,但是由于球头立铣刀和工件表面的接触点变动范围大,容易造成表面微观形貌的不可控。鉴于表面形貌会对零件的使用性能产生一定影响,而进给量、切削宽度、切削深度、刀具倾角以及球头半径等切削参数是影响球头立铣刀铣削加工过程中工件表面形貌的主要因素。基于经验公式和运动学原理对球头刀具铣削过程进行综合分析,并借助MATLAB软件仿真得到三维表面形貌。分析发现,进给量、切削宽度、刀具倾角以及球头半径对工件表面残留高度的影响较大,其中,进给量对进给方向的表面残留高度影响较大,切削宽度对切宽方向的表面残留高度影响较大。     

基于UG的正交车铣加工回转体表面微观残留仿真

正交车铣加工的回转体表面由铣刀与工件的复合相对运动形成,其形成机理独特,多个参数影响其表面微观形貌。为研究切削参数对正交车铣回转体表面微观残留的影响,基于UG建立了正交车铣回转体表面的仿真加工方法,并通过Vericut构建了虚拟五轴车铣加工环境,由此仿真研究了周向每齿进给量对正交车铣回转体表面微观残留的影响,发现已加工表面微观残留高度随周向每齿进给量增加显著增大。     

切削用量对铣削铝合金表面质量的影响分析

为了提高铣削铝合金工件表面的质量,基于高速数控钻铣机床,应用直径为5 mm的立铣刀对铝合金块进行铣槽正交试验,分析切削用量对铣削铝合金表面质量的影响。试验结果表明:对表面质量影响最大的是进给量,其次是铣削速度,背吃刀量对表面质量的影响最小。     

基于球头铣刀车铣表面微观花纹研究

采用正交试验方法进行球头铣刀正交车铣加工硬铝工件材料的切削实验,确定车铣切削用量(铣刀转速、轴向进给量、每齿进给量、刀具齿数、加工深度和螺旋角等)对已加工表面微观花纹的影响。同时建立球头铣刀正交车铣已加工件表面微观花纹的数学模型,给出仿真步骤及算法流程,基于Fortran的主体计算程序和基于Matlab的后置处理程序对表面微观花纹进行仿真,比对表面微观花纹在切削实验与仿真的不同。     

自由曲面数控加工表面形貌仿真

建立了整体式螺旋刃球头立铣刀和可转位式球头立铣刀的几何刃线模型。基于自由曲面方程,由矩阵运算得出刃线运动包络面,对球头铣刀加工的表面形貌进行了建模和仿真。结果表明:加工平面时,刀轴摆角的选择对表面形貌影响较大;而加工自由曲面时,刀轴摆角的变化对表面形貌影响不大。     

铣-铣复合加工方法的切削力分析研究

提出了在不降低材料去除率的前提下有效地减小切削力的新方法——铣-铣复合加工方法,铣-铣复合加工方法与普通端面铣削相比具有较小的实际切削层厚度和有利于减小切削力的螺旋角,因此在相同的切削用量的基础上,铣-铣加工方法的铣削力较普通端铣有大幅度的减小,铣-铣复合加工方法可在刀盘转速较低的情况下通过加大的工件进给量和提高螺旋刃立铣刀的转速来实现高的材料去除率和高的切削速度。     

带分屑槽的高速钢立铣刀

<正> 采用刃带上开凹槽的Splitcut铣刀,粗铣时的表面粗糙度与精铣时相同。刃带上的凹槽起分屑作用。采用氮化钛涂层的Splitcut高速钢立铣刀,在毎齿进给量相同的情况下,其切削速度可提高一倍,尽管金属切除率较大,但可获得与精铣时相同的加工效     

微铣削高温合金GH4169表面残余应力分析与预测优化

运用ABAQUS有限元软件对硬质合金立铣刀微铣削高温合金GH4169进行仿真,建立了三维微铣削有限元模型,分析了主轴转速、每齿进给量、轴向切削深度的改变对工件逆铣侧面残余应力的影响。分析结果表明:工件表面残余应力随着主轴转速的增大而增大;因刀刃半径的存在和尺寸效应的作用,残余应力随每齿进给量的增大先增大后减小;残余应力随铣削深度的增大而增大。最后运用神经网络群遗传算法以最小残余应力为目标对残余应力进行了预测和切削参数优化,得到了基于最小残余应力的最佳切削用量组合。     

微细铣削铝合金表面粗糙度的实验研究

利用直径为2 mm的立铣刀对铝合金进行铣槽实验,研究分析切削速度与每齿进给量交互作用对加工槽底表面粗糙度的影响.实验结果表明:每齿进给量小于4μm时,随着切削速度的提高表面粗糙度值呈先减小后增大的变化趋势;而每齿进给量大于6μm时,随切削速度的提高表面粗糙度值先增大后减小.切削速度较低时,表面粗糙度值随每齿进给量的增大先减小后增大;但切削速度大于30 m/min时,随着每齿进给量的增大,表面粗糙度值呈现逐渐增大的趋势.     

AlTiN涂层刀具精铣TC4钛合金工艺参数的影响与优化

采用AlTiN涂层4刃?10 mm硬质合金立铣刀,在VMC850立式加工中心上对TC4钛合金进行铣削精加工试验。利用高精密数字化检测设备,对加工成形的TC4钛合金试件表面粗糙度、平面度、平行度、表面形貌、残余应力及显微硬度测量。分析AlTiN涂层刀具在设定不同工艺参数条件下TC4钛合金的整体加工质量和表面形貌变化规律。结果表明:在主轴转速n=8000 r/min、每齿进给量f z=0.04 mm/z、切削深度Δd=0.5 mm的最优精铣工艺参数下,TC4钛合金工件的加工质量和表面形貌好,刀具寿命长,其平面度为0.39μm,平行度为0.33μm,表面粗糙度为0.70μm,表面残余应力为-175 MPa,表面显微硬度为269 HV 0.2,实现了TC4钛合金的高质量高效率的精铣加工。     

微细铣削表面形貌形成分析

基于最小切削厚度的概念,提出了微细铣削过程槽底表面几何形貌仿真模型。通过微细铣削表面形貌的仿真和表面粗糙度Ra值的计算以及微细铣削实验,对微细铣削表面粗糙度随着每齿进给量变化的规律进行了分析和描述。     

新结构立铣刀的性能

本文介绍了一种新型机夹式“全效率立铣刀”,粗铣时进给量可提高50～150%,生产效率可提高一倍。     

基于计算机视觉的端铣表面粗糙度检测

明暗恢复形状（Shape From Shading,简称SFS）是计算机视觉中一个重要的研究课题,该算法应用于工件表面微观形貌重建,为快速检测表面质量奠定了基础。以计算机显微视觉为检测手段,采用明暗恢复形状方法,重建端铣加工表面微观形貌,进而检测表面粗糙度。根据微观金属表面反射特性,采用基于Cook-Torrance光照模型的明暗恢复形状算法,完成了端铣加工表面图像三维形貌重构与表面粗糙度参数检测。试验结果表明,该方法可以快速实现加工表面粗糙度参数的准确检测,为加工过程中粗糙度的在线检测提供了新的思路和方法。     

虚拟加工中的加工误差分析与预测

分析了影响虚拟环境下复杂曲面产品数字化端铣加工误差产生的主要因素,综合考虑刀具和工件的柔度,同时考虑加工表面的变形敏感度,讨论面向虚拟制造的加工尺寸误差预测模型总体框架,提出了一个端铣加工过程表面加工尺寸误差预测模型。所给出的表面误差预测模型较全面地考虑了端铣加工过程,适于多种加工条件,能够反映端铣加工过程由切削力导致的系统变形对加工误差所造成的影响。最后给出了一个仿真实例。     

基于响应曲面法的表面粗糙度预测模型研究

通过正交试验,研究了高速端铣加工中切削参数对表面粗糙度的影响。采用田口设计方法和响应曲面法构建了表面粗糙度预测模型,分析了主轴转速、进给量、切深对表面粗糙度的影响。结果显示,进给量对表面粗糙度的影响最显著,主轴转速次之,切深的影响不大。模型预测精度为99．84％,达到了较高的预测水平。     

轴向车铣铸铝内孔表面粗糙度的研究

在改造的机床上进行了轴向车铣铸铝内孔表面的实验,分别研究了周向进给量、轴向进给量和切削速度对内孔表面粗糙度的影响,得到不同切削条件下的影响曲线。实验结果表明周向进给量和轴向进给量对表面粗糙度影响较大,切削速度对表面粗糙度影响不大。切削表面有条纹及滚花纹理,实际生产应该合理控制并加以利用,扩大车铣技术的应用范围。     

砂轮磨损对球头立铣刀磨削加工误差的影响研究

球头立铣刀是加工复杂高精度曲面的重要刀具。在磨削加工球头立铣刀的制造过程中,随着磨削时间地增加,砂轮会出现磨损,球头立铣刀的刃形曲线会随之发生变化。以SolidWorks为开发平台,基于球头立铣刀前刀面的磨削加工运动关系,利用Visual Basic语言进行二次开发,开发出球头立铣刀前刀面的磨削仿真加工系统和刀具参数分析系统,分析了砂轮磨损对球头立铣刀刃形曲线的影响。分析结果可为实际加工过程提供理论指导,有助于制定正确的磨削加工工艺,并为后续制定正确误差补偿策略提供重要指导。     

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。     

基于机器视觉的微小型刀具磨损检测试验研究

微小型机加工中刀具的磨损对加工质量影响很大,本文主要针对微小型车铣加工过程中立铣刀磨损形态进行试验研究。采用机器视觉检测技术,针对精密微小型车铣复合加工中心设计并搭建了立铣刀磨损量在位检测系统。在分析立铣刀常见磨损形态的基础上,总结出微小型立铣刀的磨损特点及磨损规律,并提出了适用于微小型车铣复合加工的小直径立铣刀磨钝标准。