切削用量对立铣加工钛合金Ti6Al4V切削力和切削温度影响规律的有限元仿真研究

利用软件AdvantEdge建立硬质合金涂层立铣刀三维铣削Ti6Al4V钛合金的有限元分析模型,模拟分析切削参数(切削速度、每齿进给量、轴向切削深度及径向切削深度)对刀具切削温度、切削力的影响规律.研究发现:切削力及切削温度随每齿进给量、轴向切削深度及径向切削深度的增加而增加:切削温度对切削深度的变化较敏感,随轴向切削深度和径向切削深度的增加显著增加;随着切削速度的增加,切削力先增大后减小,临界切削速度为120 m/min.     

切削用量对立铣加工钛合金Ti6Al4V切削力和切削温度影响规律的有限元仿真研究

利用软件AdvantEdge建立硬质合金涂层立铣刀三维铣削Ti6Al4V钛合金的有限元分析模型,模拟分析切削参数(切削速度、每齿进给量、轴向切削深度及径向切削深度)对刀具切削温度、切削力的影响规律。研究发现:切削力及切削温度随每齿进给量、轴向切削深度及径向切削深度的增加而增加:切削温度对切削深度的变化较敏感,随轴向切削深度和径向切削深度的增加显著增加;随着切削速度的增加,切削力先增大后减小,临界切削速度为120m/min。     

高速铣削TB6钛合金切削力和表面粗糙度预测模型

进行涂层硬质合金刀具铣削高强度钛合金TB6试验,通过回归分析建立切削力和表面粗糙度的经验模型,研究切削速度、每齿进给量和切削深度等工艺参数对切削力和表面粗糙度的影响规律。研究表明,轴向切深对切削力的影响最大;工艺参数对加工表面粗糙度的影响程度依次为每齿进给量、轴向切深、切削速度和径向切深,切削速度和径向切深之间存在着显著的交互作用。     

基于ABAQUS的钛合金铣削力的模拟分析

为了研究钛合金在铣削过程中切削力随着切削参数的变化规律,建立了三维斜角切削有限元模型。通过对材料本构模型,刀—屑接触摩擦模型和切屑分离准则等关键环节建模,采用通用有限元求解器ABAQUS/Ex-plicit对钛合金Ti6Al4V的斜角切削过程进行了模拟,获得了切削速度v、切削深度ap和每齿进给量fz对切削力的变化趋势及影响程度。模拟结果表明:切削力随着切削深度ap和每齿进给量fz的增大而增大,而随着切削速度增大切削力波动很小。切削深度对切削力的影响最大,进给量次之,切削速度对切削力的影响最小。该模型可以为切削参数的合理选择提供参考。     

密齿硬质合金涂层刀具铣削TC4钛合金试验研究

利用单因素试验方法进行了密齿硬质合金涂层刀具铣削TC4钛合金试验,研究每齿进给量和切削速度对切削力、切削温度、加工表面粗糙度以及切屑形态的影响。结果表明:切削方向分力F_x、刀轴方向分力F_z随每齿进给量的增大而增大,进给方向分力F_y随每齿进给量的增加变化不大;切削速度小于75m/min时切削力随切削速度的增加下降较为明显;切削速度超过75m/min时切削力变化不大;切削温度受每齿进给量影响较大,且影响程度随进给量的增加而逐渐减小;随着每齿进给量f_z的增大,加工表面粗糙度值先减小后增大;在每齿进给量高于0.04mm/z时,密齿铣刀铣削TC4钛合金得到的切屑为螺卷状,且随每齿进给量的增加,切屑的曲率半径减小,随切削速度的增大,螺卷状切屑的螺距减小。     

钛合金TC21铣削切削力预测实验研究

基于正交试验,针对钛合金TC21难加工性,研究了铣削工艺参数切削速度、每齿进给、轴向切深和径向切深对切削力的影响规律;借助数理统计和回归分析实验理论和方法,建立了钛合金TC21切削力的预测模型,并对该模型及回归系数进行显著性检验。研究表明,在高速铣削TC21钛合金过程中,切削力随切削速度的增大而减小,随每齿进给、轴向切深、径向切深的增大而增大;切削深度、每齿进给量对切削力的影响较大,切削速度和径向切深对切削力的影响不显著;经切削验证,建立的切削力预测模型是高度显著的。     

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。     

高速铣削7050-T7451铝合金表面粗糙度研究

高速铣削广泛用于航空铝合金材料的加工,以7050-T7451铝合金材料为试验对象,运用正交试验方法分析研究了铣削该铝合金材料时,切削速度、切削深度、切削宽度和每齿进给量4个因素对表面粗糙度的影响规律,并通过多元非线性回归分析得出表面粗糙度的经验公式.研究结果表明:加工表面呈交叉织网状形貌,表面粗糙度随每齿进给量和铣削深度的增大而增大,随切削速度的增大而减小,切宽对铝合金表面粗糙度的影响不明显.铣削参数对表面粗糙度的影响显著性依次为:每齿进给量fz切削速度v轴向切削深度ap径向切削宽度ae.     

GH4169插铣参数对切削力的影响规律研究

为了优化高温合金GH4169插铣加工过程中的切削参数,采用正交试验法进行高温合金GH4169的铣削试验。基于试验法建立了切削力与切削参数之间的经验公式,分析了各切削参数对切削力的影响规律。运用方差分析法检验了经验公式的显著性。结果表明:F_x、F_y、F_z都随着切削速度V_c、每齿进给量f_z、径向切深a_e的增大而增大;三个方向的切削力受径向切深a_e的影响最大,其次是切削速度V_c,每齿进给量f_z的影响最小,且Z方向切削力F_z大于X、Y方向切削力F_x、F_y。     

工艺参数对球墨铸铁高速平面铣削性能影响的试验研究

通过研究球墨铸铁高速平面铣削加工的工艺技术,分析了切削工艺参数对主轴功率占比、表面粗糙度及切屑形态的影响规律。结果表明:随着每齿进给量和切削深度的增加,主轴功率占比基本呈线性增大;随着切削速度的增大,主轴功率占比逐渐增大到某一值后又减小;表面粗糙度值随切削速度的增加线性减小,随每齿进给量和切削深度的增加变化不显著;随着切削速度的提高,典型切屑形态由卷曲状过渡到薄片状再到碎屑状,且切屑颜色逐渐呈现金黄色,切削深度和进给量对切屑形态的影响不明显。因此,对球墨铸铁高速平面铣削而言,在选择合理的切削深度和进给量的前提下,适当提高切削速度对主轴功率占比影响不大,却能在提高切削效率的同时,获得更好的加工质量。     

高速铣削铸铝的切削力实验研究

通过切削实验,研究了用三齿立铣刀高速铣削ZL101铸铝时切削力的变化规律。实验结果表明,随着切削速度的提高,X、Y方向的切削分力变化不大,Z方向的切削分力随之增大;随着每齿进给量的增加,切削力有增大的趋势。     

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。     

基于正交试验的高速切削钛合金切削力研究

随着钛合金在各行业的广泛应用,钛合金的高速切削加工技术成为航天航空工业及其他制造业中的难题之一。切削力是研究切削过程的重要物理量之一,其大小和变化对工件加工品质、刀具磨损和寿命等都具有影响。本文以钛合金Ti6Al4V为研究对象,用正交试验的方法分析了切削速度、进给量和背吃刀量三个因素对切削力的影响,结果表明:径向力、切向力、轴向力都是随切削速度增大而减小,随进给量和背吃刀量的增大而增大,切削用量的变化导致各向切削力与切削合力的变化趋势基本一致;背吃刀量对切削力影响最大,进给量次之,切削速度最小;三个方向力中,轴向力最小,径向力次之,切向力最大。     

螺纹铣削切削力有限元分析及试验

为了研究螺纹铣削法加工钛合金螺纹时切削力随切削参数的变化规律,通过对材料本构关系、刀—屑接触及切屑分离准则进行分析,建立了能反映刀具自转、公转及轴向进给运动的三维螺纹铣削模型。利用该模型对每齿进给量和切削速度对切削力的影响进行分析,结果表明:切削力随每齿进给量的增大而增大,随切削速度增加而减小,且每齿进给量对切削力的影响较为显著。通过螺纹铣削试验对所建立的三维铣削模型进行验证,表明所建立模型的误差最大为14%,可满足实际加工需要。     

铣削高强钢时高效余量去除的切削力研究

采用涂层硬质合金刀具对AF1410超高强度钢进行高效余量去除铣削实验,分析研究了高效余量去除铣削高强钢时切削参数及冷却条件对切削力的影响。结果表明,在干切削条件下,切削速度对切削力的影响较复杂;湿切削时,切削速度对切削力的影响较稳定;两种条件下,轴向力受切削用量影响较小。在干式切削条件下,切削深度的增加对径向力和切向力影响显著,切削力随每齿进给量的增加而增大,每齿进给量增加到0.08mm/z时,切削力有下降趋势;在实验参数范围内,湿式及干式切削均表现为径向力>切向力>轴向力,但采用干式切削且切削深度大于2mm后,切向力大于径向力。     

绿色铣削Ti6Al4V的切削变形试验研究

钛合金Ti6Al4V的切削加工性很差,为实现其高效绿色切削,提出了用过热水蒸汽和电离空气作冷却润滑剂的绿色切削技术,分别在干切、乳化液、水蒸汽和电离空气条件下采用硬质合金铣刀YG6对Ti6Al4V进行了铣削试验,通过快速落刀装置获取了铣屑根,对绿色铣削Ti6Al4V时的切削变形进行了分析。试验结果表明:铣削变形随铣削速度vc和每齿进给量fz的增大而减小;水蒸汽和电离空气可减小铣削变形。     

切削用量对TC4薄壁件铣削力的影响

TC4薄壁零件刚性较低,切削力容易使工件变形。为了提高加工质量,研究了切削用量对铣削力的的影响规律,并建立了和铣削力相关的经验公式。结果表明:切削力Fx和Fy与切削速度呈负相关,而切削力Fz与切削速度呈正相关;切削力Fx、Fy随每齿进给量、轴向以及径向切削深度的增大而增大,其中对切削力影响最大的因素为径向切深。     

基于ABAQUS的钛合金高速切削有限元模拟

基于有限元分析软件ABAQUS建立了高速切削Ti6Al4V的二维正交切削有限元模型,仿真研究了高速切削加工时切削速度、切削深度对切削力大小、切削力波动频率以及锯齿形切屑形态的影响。结果表明:平均切削力在90m/min~360m/min的切削速度范围内趋于平稳,随着切削深度的增大而增大;切削力波动频率随切削深度的增加而减小,随切削速度的增大而增大;切屑锯齿化程度及锯齿化步距都随切削速度及切削深度的增大而增大。     

Ti6Al4V钛合金切削加工的数值模拟

采用DEFORM软件建立三维有限元模型对切削过程进行数值模拟,研究了不同切削速度、背吃刀量和进给量的切削用量三要素对切削力F和切削温度θ的影响。结果表明,在切削用量三要素中,对切削力F影响的主次顺序为切削速度进给量背吃刀量;对切削温度θ影响的主次顺序为背吃刀量进给量切削速度,模拟结果与之前的试验结果基本吻合。分析切削力和切削温度可预测Ti6Al4V钛合金的最佳工艺参数,对揭示Ti6Al4V钛合金切削加工过程的基本规律具有实际意义。     

铣削20CrMnTi钢已加工表面粗糙度的试验研究

采用正交试验法研究CBN直柄平底立铣刀高速铣削20CrMnTi淬硬钢时切削参数对已加工表面粗糙度的影响。通过极差分析方法研究了切削参数对表面粗糙度的影响程度,通过单因素试验法得到了切削参数对表面粗糙度的影响规律,建立了基于指数函数的切削参数与表面粗糙度的关系模型。利用预测模型得出的表面粗糙度与试验的结果进行误差分析,说明所建立的模型能比较准确地对表面粗糙度进行预测。试验结果表明：各因素的影响程度从大到小依次为铣削深度、每齿进给量和切削速度,表面粗糙度随每齿进给量和铣削深度的增大而增大,随切削速度的增大而减小。