钛合金高速旋转超声椭圆振动侧铣削切屑特征和刀具磨损研究

难加工材料钛合金在采用传统铣削方式时,随着切削速度的增加,切削力和切削温度都迅速增加,使得切削条件恶化并加速刀具磨损,从而导致刀具过早失效。将超声椭圆振动加工技术引入到高速铣削中,进行了钛合金高速旋转超声椭圆振动侧铣削试验。从切屑特征以及刀具后刀面磨损两个方面研究了高速超声椭圆振动铣削参数匹配对钛合金加工的影响。首先基于高速超声椭圆振动铣削过程中刀具-工件的运动学特点推导出高速超声椭圆振动铣削加工参数与振动参数间的匹配关系,然后利用本实验室自行研制的超声椭圆振动铣削装置进行了不同参数匹配关系下的验证性切削试验。试验结果表明：合理的参数匹配使得超声椭圆振动铣削在高速条件下依然能够实现分离型断续切削加工。相比普通铣削加工,分离型的高速超声椭圆振动铣削能够获得更加微细的切屑,切削热能够被及时地带走;良好的切削条件使得刀具的后刀面磨损均匀而缓慢,从而延长刀具的使用寿命;高速超声椭圆振动铣削能够有效地提高生产效率。     

高速铣削加工汽车覆盖件模具表面残余应力研究

汽车覆盖件模具的高速加工具有特征型面形状复杂、材料硬度大、结构尺寸大、表面精度要求高等特点,在高速切削加工过程中,属于难加工产品。一些学者对其高速铣削加工进行了研究,但对其表面残余应力的研究较少。残余应力的存在促使疲劳裂纹的形成与扩展、促进腐蚀、促进模具的关键型面变形,因此汽车覆盖件尺寸的稳定性和加工质量与其密切相关。本文在数值模拟思想的指导下,利用有限元解法,研究了高速铣削加工表面的残余应力对加工变形的影响,给出了预测残余应力数值的解析模型。     

钛合金铣削加工技术研究现状及发展

钛合金比强度高、耐蚀性好、热强度高,是制造高温环境、易腐蚀环境下工作零件的理想高强轻质材料,被广泛应用于航空航天、生物医学、武器装备制造、石油化工及核电装备等各个领域。介绍了钛合金及其切削加工的特点,以钛合金切削机理和铣削性能的研究为主要内容,介绍了钛合金铣削加工性研究的现状,阐述了硬质合金、聚晶金刚石这2种适合切削钛合金的刀具材料的应用。介绍了高速切削技术、低温冷却技术、高效深腔加工技术在钛合金铣削中的应用特点和现状,讨论了目前钛合金铣削加工中存在的困难,并展望了钛合金铣削技术的发展趋势。     

不锈钢材料的切削加工技术研究与实践应用

在金属材料中不锈钢属于比较常见的难加工材料之一,不锈钢在切削加工中存在导热性差、切削热度高、韧性大、加工硬度大等问题,给切削加工带来一定难度。本文将详细介绍不锈钢材料的特性及切削加工的主要技术措施,并以把手为例分析不锈钢铣削加工方法。     

高速铣削刀具磨损研究进展

介绍高速切削的特点、应用现状和加工时刀具遇到的问题,针对刀具磨损机理(刀具材料、切削参数、冷却方式、铣削方式)和刀具磨损监测等方面,综述了近几年高速铣削难加工材料时刀具磨损的研究进展,并对其发展趋势进行了讨论。     

飞机难加工材料1Cr15Ni4Mo3N超声铣削加工试验研究

针对传统铣削加工过程中切削力过大、切削温度过高、刀具磨损严重、加工硬化现象显著、难以实现飞机难加工材料高效高质量加工等问题,组建以刀具为振动对象的超声振动铣削试验平台,开展飞机难加工材料1Cr15Ni4Mo3N合金钢超声铣削加工技术试验,研究超声振动辅助作用对难加工材料铣削加工过程中铣削力、铣削表面完整性以及刀具磨损的影响规律。研究结果表明,超声振动辅助铣削可以减小切削力,减缓刀具磨损,增加刀具使用寿命,提高工件表面质量,是一种切实可行的工艺方法。     

高速铣削加工汽车覆盖件模具表面残余应力研究

汽车覆盖件模具的高速加工具有特征型面形状复杂、材料硬度大、结构尺寸大、表面精度要求高等特点,在高速切削加工过程中,属于难加工产品。残余应力的存在促使疲劳裂纹形成与扩展、促进腐蚀、促进模具的关键型面变形,因此汽车覆盖件尺寸的稳定性和加工质量与其密切相关。本文在数值模拟思想的指导下,利用有限元解法,研究了高速铣削加工表面的残余应力对加工变形的影响,给出了预测残余应力数值的解析模型,具有重要的理论及现实意义。     

难加工材料高速铣削数据库系统的设计

根据难加工材料高速铣削加工的现状,通过用户需求分析,建立了基于C/S的难加工材料高速铣削数据库系统.该数据库可为工艺人员提供合理的难加工材料切削用量等信息,实现了切削参数的信息化管理,具有重要的实用价值.     

高效加工TC4钛合金的铣削过程数值模拟

目前,难加工材料TC4钛合金在切削过程中存在加工效率低、加工表面质量差和刀具使用寿命低等难题。本文针对提高TC4钛合金的加工效率问题,在高速铣削条件下对立铣刀不同轴向切深侧铣加工TC4钛合金进行仿真研究。利用ABAQUS软件建立三维铣削有限元模型并进行相应仿真试验,获取和分析了不同切削条件下的铣削温度场和铣削力波形,并对比了切屑形态。本研究可为高效铣削TC4钛合金实际加工提供理论依据。     

铝合金高速铣削中切削温度动态变化规律的试验研究

切削温度与刀具磨损、工件加工表面完整性及加工精度密切相关。高速切削过程中切削温度随工件材料、所选刀具及切削用量的不同而呈现出与普通切削过程不同的变化规律。本文应用红外热像仪测温系统对高速铣削过程中切削温度的动态变化规律进行试验研究 ,首次给出了铝合金高速铣削过程中存在的临界切削速度关键数据及切削温度随切削速度的变化规律 ,其结论有助于指导铝合金高速铣削加工、优化高速切削工艺及建立高速切削数据库。     

基于ABAQUS/Explicit的AZ31b镁合金微铣削三维仿真研究

传统铣削仿真往往基于宏观建模而忽略了切削刃钝圆半径,对于微切削过程中出现的尺度效应以及最小切削厚度等特有现象无法进行准确描述,与实际加工差距较大。本文利用有限元软件ABQUS/Explicit对AZ31b镁合金材料微铣削过程进行三维变切削厚度仿真,采用ALE自适应技术控制网格畸变过大问题,进而获得了反映尺度效应的微铣削模型,并研究了主轴转速、铣削深度、每齿进给量对于铣削力的相关影响。     

模具淬硬钢高速铣削加工的有限元模拟

研究了高速铣削加工数值模拟所涉及的切削层等效简化铣削加工模型,分析了工件材料的流动应力模型与刀屑接触面的摩擦模型和热传导控制方程等关键技术.并根据等效简化模型平面应变特征的特点,建立了铣削加工数值模拟的2-D有限元模型.基于此模型对高速铣削加工淬硬钢P20的切削力、应力和温度进行了有限元模拟.通过铣削力切削加工实验测得了相同条件下的铣削力值.结果表明:实验铣削力值与数值模拟在一定的误差范围内结果一致.由此可见,采用具有平面应变特征的有限元模型进行应力和温度的模拟切削过程是可信的.高速铣削加工有限元模拟研究为淬硬钢切削加工的工艺参数优化、刀具的优选和工艺规划奠定了基础.     

高速铣削高锰钢的铣削力模拟与试验研究

基于正交自由切削的切削力解析法原理,采用大变形有限元法及热弹塑性本构方程建立了高速铣削加工的有限元模型,对难加工材料高锰钢ZGMn13进行了高速铣削加工过程的模拟研究,模拟了切屑的形成过程及探讨铣削力的分布.并结合大量的铣削试验,分析了高速铣削高锰钢过程中铣削力受切削参数的影响及其变化规律.仿真结果与试验数据吻合,验证了所建立的有限元模型的正确性,可对铣削力随进给速度的变化规律进行有效地预测.     

高速铣削难加工材料切削力建模及预测研究

针对高速加工的特点和难加工材料的组成成分、力学性能,对高速铣削难加工材料（26NiCrMoV145）的切削力进行了研究。在球头铣刀刀刃线的几何模型的基础上,采用理论分析和系数的方法,建立了螺旋刃球头铣刀的铣削力模型。对不同切削条件下的铣削力进行了仿真预测,与实验数据相吻合,证明所建立模型的正确性。     

不锈钢材料高速切削技术在搅拌桨加工中的应用

应用正交实验法进行1Cr18Ni9不锈钢材料高速铣削性能实验研究,通过实验结果分析,优化不锈钢的铣削参数,确定合理的铣削方式;再结合不锈钢材料性能,借鉴高速铣削实验结论,利用5轴加工中心加工不锈钢搅拌桨,进行难加工材料高速切削关键技术应用验证.     

高速铣削淬硬模具钢的工艺性与经济性研究

高速加工机床及其刀具技术的最新发展使得在模具和零件制造领域实现“以切代磨”成为可能 ,用超硬刀具高速切削淬硬模具钢等难加工材料已得到越来越广泛的应用。由于模具或零件的高速切削加工可免除磨削或抛光等后续工序 ,因此精加工时如何保证工件最终表面质量同时将加工成本控制在可接受范围之内是研究人员关注的重要问题。本文在调查的基础上分析了用于高速铣削淬硬模具钢的整体硬质合金涂层立铣刀的切削性能和经济性 ,并给出了部分应用实例     

超高强度钢30Cr3SiNiMoVA高速铣削加工性能分析

作为航空航天工业中广泛使用的低合金超高强度钢,30Cr3Si Ni Mo VA具有优异的综合性能,但材料的切削加工性能差,是一种典型的难加工材料。为了解决传统磨削加工表面硬化和效率低下等问题,采用高速硬铣削来实现超高强度钢的精切代磨。为此,本文对热处理后的超高强度钢开展了高速铣削加工试验,对不同试验参数下的切削力、切削振动和加工表面质量结果以及变化规律进行了分析,同时还分析了切屑的形态转变趋势。试验结果表明,随着切削速度和径向切宽的增加,径向切削力有所增大,同时切削速度和径向切宽对切削振动的影响也最明显。通过合理选择切削参数,高速铣削加工超高强度钢能够获得较好的加工表面质量。     

基于主轴系统动力学的铣削稳定性建模与分析

高速切削技术具有加工精度高和表面质量好的特点,但在切削难加工材料时易发生颤振。基于主轴系统动力学进行铣削稳定性的建模与分析,采用有限元法建立主轴系统动力学模型,重点考虑主轴旋转时产生的离心力对结合面刚度的影响,分析主轴转速对结合面刚度和主轴系统频响函数的影响规律。结合主轴系统动力学特性和动态铣削过程建立铣削动力学模型,利用全离散法进行铣削稳定性预测,分析主轴转速、刀具直径和刀具悬伸量对铣削稳定域的影响规律。     

难加工材料高速切削过程中切削力的非线性特征规律析因研究

综合应用析因试验设计与拉丁超立方抽样试验设计,对难加工材料马氏体不锈钢进行了高速铣削试验。在分析其切削力的非线性特征规律基础上,建立了高速切削难加工材料工艺中切削力与背吃刀量、每齿进给量和切削速度之间的非线性数学模型。试验结果表明,高速切削难加工材料时,背吃刀量和每齿进给量之间的交互作用对切削力有显著影响;切削力与切削用量间确实存在非线性特征规律;切削用量对切削力的影响效应随切削用量的变化而发生改变。     

难加工材料的高速切削与加工实例

通过分析难加工材料高速切削的特点，认为高速切削可以在一定程度上改善难加工材料的加工特性。在此基础上，介绍了难加工材料高速切削的基础技术，并给出了3种难加工材料高速切削的加工实例。