微细铣削铝合金6061表面毛刺研究

目的揭示微细铣削铝合金6061过程中,铣削工艺参数(切削深度a_p、每齿进给量f_z、切削速度v)、顺逆铣方式、刀具磨损对毛刺大小及形态的影响规律,为控制铝合金6061毛刺,提高表面质量,优化切削工艺提供参考。方法基于单因素试验方法,采用涂层硬质合金微直径铣刀,对铝合金6061进行了铣削加工试验,分别对切削参数单因素试验的逆铣、顺铣顶端毛刺大小数据以及刀具磨损、毛刺形态信息进行采集和分析。结果直观绘制了a_p、v、f_z对逆顺铣两侧顶端毛刺大小的影响规律图。单因素切削速度试验中,顺铣侧毛刺最大为323μm,逆铣侧最大为268μm;单因素每齿进给量试验中,顺铣侧毛刺最大为332μm,逆铣侧最大为331μm;单因素切深试验中顺铣侧毛刺最大为314μm,逆铣侧最大为264μm。结论逆铣比顺铣的顶端毛刺小,随切削深度增加,毛刺依次呈现长条须状、撕裂状、波浪形锯齿状。刀具磨损是造成切削过程不稳定的重要因素,同时也会造成毛刺形态和大小不稳定。为尽量减少毛刺,应采用锋利刀具和逆铣方式,控制切削深度,选择合适的切削速度和进给量。     

纳米金刚石涂层刀具高速铣削7075铝合金的工艺参数优化

采用热丝CVD法制备纳米金刚石薄膜涂层刀具,利用场发射扫描电子显微镜表征薄膜的表面形貌,并用已制备的CVD金刚石涂层刀具,在无润滑干切条件下高速铣削7075铝合金工件,对其精铣工艺参数进行单因素及正交试验,探索精铣后工件的表面粗糙度变化规律并进行工艺参数优化。结果表明:随着主轴转速n从5000 r/min提高到8000 r/min, 工件平均表面粗糙度在逐级缓慢降低;当进给速度v_f在1000～7000 mm/min范围内,随着v_f提高工件平均表面粗糙度快速增大,在v_f为7000 mm/min时,其值达1.790 μm;当轴向切削深度a_p在0.1～0.4 mm范围内,随着a_p提高,工件平均表面粗糙度逐步增大,但a_p在0.2 mm之后其增大趋势变缓。对7075铝合金工件精铣表面粗糙度影响最大的是v_f,其次为n,a_p的影响最弱;其精铣的最优参数组合是a_p=0.2 mm、v_f=1 000 mm/min、n=8 000 r/min,精铣后的表面粗糙度平均值为0.516 μm。选用纳米金刚石薄膜涂层刀具精铣7075铝合金时,为得到较低的表面粗糙度,应选择高主轴转速、低进给速度、合适的轴向切削深度。      

整体硬质合金铣刀加工航空用2A90铝合金工艺研究

设计一组切削实验,分析使用硬质合金刀具切削航空铝合金时,工艺参数的改变对工件表面质量和加工效率的影响。实验结果表明:对于铝合金切削,刀具几何角度宜采用较大的前角和螺旋角组合以获得较高的加工表面质量;提高切削速度可以提高加工表面质量和加工效率,增大进给量则会降低工件表面质量;环切式刀轨加工效率高,加工表面质量差,一般用于粗铣或半精铣,往复式刀轨加工效率低,加工表面质量好,一般用于精铣。     

PowerMILL安全5轴加工及在线质量控制技术

（1）赛车道加工技术和自动摆线加工技术。高速加工的粗加工所应采取的工艺方案是：高切削速度、高进给率和小切削量的组合，PowerMILL的粗加工（区域清除）尽可能地保持刀具负荷的稳定，减少任何切削方向的突然变化，从而减少切削速度的降低，并且尽量采取顺铣的加工方式。PowerMILL粗加工中的赛车线加工方式，把刀具路径看成赛车在跑道内高速行驶，赛车可以偏离跑道的中心，     

球头铣刀铣削斜面的三维有限元仿真研究

在能源动力、汽车、航空航天、模具制造等关键零部件的加工过程中,球头铣刀因其特有的刀具几何结构,常作为零件加工的最终成型刀具。考虑到在球头铣刀立铣加工中不同的刀具与工件相对姿态会对切削过程产生不同的影响,本文研究切屑形成和不同走刀方式下切削过程中各物理量(切削力、切削温度等)的变化情况,结合有限元仿真技术在切削加工中的应用,建立硬质合金球头铣刀铣削斜面的有限元模型,模拟相同切削参数下,八种不同走刀方式的球头铣削过程,分析刀具切入切出工件时切屑的形成过程,探究切削力和切削温度的变化规律。仿真结果表明:不同的走刀方式,平均切削合力各不相同,同时切屑和工件的最大切削温度也出现较大差异,而斜坡上坡逆铣的走刀方式所对应的平均切削合力和最大切削温度均最优。     

插铣法的特点与应用

插铣法(plunge milling)又称为Z轴铣削法，是实现高切除率金属切削最有效的加工方法之一。对于难加工材料的曲面加工、切槽加工以及刀具悬伸长度较大的加工，插铣法的加工效率远远高于常规的端面铣削法。事实上，在需要快速切除大量金属材料时，采用插铣法可使加工时间缩短一半以上。此外，插铣加工还具有以下优点：①可碱小工件变形；②可降低作用于铣床的径向切削力，这意味着轴系已磨损的主轴仍可用于插铣加工而不会影响工件加工质量；③刀具悬伸长度较大，这对于工件凹槽或表面的铣削加工十分有利；④能实现对高温合金材料(如Inconel)的切槽加工。     

大进给铣削加工策略

对于模具制造商来说，高效而经济地加工零件是对其生产能力的永恒要求。在粗加工中，为了去除大量金属材料，过去车间遵循的传统常识是基于其金属切除率的大小来选择刀具，这将导致选用切除率尽可能最大的刀具来开始粗加工，然后工件尺寸逐渐减小，直至达到要求的形状和光洁度。粗铣加工通常采用球头立铣刀或纽扣铣刀。然而，这种加工方法可能会产生很大的应力，因此需要采用刚性极好的加工中心、牢固的夹具和具有良好韧性的切削刀具。     

摆线铣削淬硬钢工件上的槽

在淬硬工件上铣槽一直是切削加工中的难题之一,其原因有三：①加工时,刀具的大部分切入工件中,会产生很大的切削力和较多的切削热;②每个刀齿上切屑的载荷不均匀,切人工件最多的刀齿载荷最大,其它位置的刀齿载荷较小;③随着容屑槽逐渐被切屑填满,排屑空间变小,切屑的重切机率增大。     

螺纹旋风硬铣削技术研究及应用

介绍了螺纹旋风硬铣技术在加工滚珠丝杆中的应用,分析了旋风铣削的工作原理、主要特点和优势。对滚珠丝杠采用旋风硬铣加工后的质量进行了检查。结果表明,采用螺纹旋风硬铣削可以降低工件的温升,加工后的工件精度稳定、质量可靠、无需切削液,是目前精密螺纹高效制造中发展起来的新工艺、新方法,用于较高精度的工件表面切削,可以降低生产成本。     

铣削残余应力离散性实验研究

为了了解铣削加工表面残余应力的离散特征,对45钢在干切削和浇注润滑状态下分别进行粗/精铣削加工实验;采用数理统计方法对试样加工残余应力的离散性进行研究。实验结果表明:铣削残余应力有着明显的离散性,比车削残余应力大;铣削残余应力离散性主要来源于切削过程热力耦合的随机变化和铣削的刀具-工件复杂运动;工艺条件可以在一定范围内影响铣削残余应力离散性,粗加工的离散性比精加工大,浇注润滑离散性比干切削小。     

立铣刀铣削模具钢的表面粗糙度试验研究

以SKD11模具钢作为对象,探讨了不同刃倾角、螺旋角、涂层的立铣刀,以及顺、逆铣削方法对工件粗糙度的影响。试验结果表明,顺铣所得到的工件表面粗糙度整体而言比逆铣的要好。在顺铣时,使用负刃倾角立铣刀,所得到的工件表面粗糙度随着螺旋角的增加而变好。当使用正刃倾角立铣刀时,则所得到的工件表面粗糙度随着螺旋角的增加而变差。此外,采用TiAlN涂层立铣刀可以获得最佳的工件表面粗糙度,TiCN涂层立铣刀次之,无涂层立铣刀最差。     

影响铣削颤振稳定性的因素与规律分析

应用Altintas切削颤振理论实现了铣削颤振的预测,并对影响铣削稳定性的机床系统因素进行了分析。研究发现,稳定性叶瓣图会受到机床的主轴-刀具系统模态参数影响,尤其是模态刚度、阻尼比和固有频率。另外,通过系统动刚度相同的条件下不同的阻尼比和模态刚度组合对铣削稳定性的影响分析发现,模态刚度对系统稳定性的影响要大于阻尼比的影响程度。分别对影响铣削加工稳定性的刀具参数、工件材料特性以及切削参数等因素及其对铣削稳定性的影响规律进行了分析。结果显示:减小刀具齿数、刀具螺旋角和刀具悬伸量,并增大刀具直径对于改善切削颤振有益;具有较小切向切削力系数和径向切削力系数的材料更容易实现稳定切削;减小铣削宽度,并采用顺铣方式,系统的临界切深更大。     

内冷可转位精铣球头铣刀的研制

模具多种复杂立体曲面的仿形加工,多采用硬质合金整体铣刀或高精度可转位精铣球头铣刀。本文通过对已有精铣球头铣刀结构的改造,在刀具内部形成了内冷通道,成功研制出带内冷功能的可转位精铣球头铣刀。切削实验研究表明,运用此带内冷功能的可转位精铣球头铣刀切削模具材料,在刀具正常磨损范围内,工件表面质量可稳定保持在R_a1.0μm以下,较不带内冷刀具,可以大幅提高加工表面质量,满足生产工艺要求。本研究成果具有生产成本低,适用性强的特点,可广泛应用于模具行业的曲面加工。     

顺铣与逆铣在数控铣削加工中的应用分析

对数控铣削加工中的顺铣和逆铣的特点进行系统的阐述,分析在顺铣和逆铣的过程中,刀具刀齿与材料之间的关系,提出在不同加工材料、不同加工目的下顺铣与逆铣的正确选择方法.使用该方法能够使程序编制人员快速制定工艺路线,加工出合格产品,减少浪费,提高生产效率.     

MDH80加工中心铣削稳定性研究

为了提高发动机缸体与缸盖结合面的表面加工质量,研究了铣削加工过程中的颤振稳定性问题。进行了刀具—主轴锤击模态试验和铣削力仿真实验,获得了所用刀具的低阶模态参数及铣削力系数。构建了铣削颤振的稳定性叶瓣图,用于指导切削参数的选择和优化。通过该方法可以选取合适的主轴转速和切削深度,避免加工过程中颤振的发生,提高工件表面的加工精度,并对加工刀具及机床本身有保护作用,可提高其使用寿命。     

薄壁铝合金高速铣削工艺寻优及模拟仿真

本文详细讨论了薄壁零件的加工技术.首先,以CAXA软件为技术平台,自动生成零件的刀具路径,并进行了模拟仿真加工;针对薄壁零件刚性差、强度弱、加工工艺性差、易发生加工变形和切削振动等情况,决定采用高速加工技术.通过对机床、刀具、工件以及切削参数等进行全面分析,采用了刚度大的高速切削机床,并选择了合适的切削刀具.通过改变工件装夹方式,优化编程策略和合理选用切削用量,实现了薄壁零件的高速干式切削.     

碳纤维/树脂基复合材料铣削表面粗糙度及表面形貌研究

目的研究了CFRP材料铣削加工过程中,部分主要工艺对CFRP材料加工表面质量的影响规律,为工艺参数优化,提高此类零件的表面质量提供依据。方法设计了CFRP材料铣削中的切削参数、刀具结构、加工方法与加工表面粗糙度及表面形貌之间的单因素试验。通过单调改变一个切削参数而其余切削参数不变,得到了工件表面粗糙度和表面形貌随切削参数、刀具结构、加工方法的变化规律。结果当铣削速度增大时,工件的表面粗糙度变化不大,表面微坑缺陷的数量却有所增加,但变小、变浅。当进给速度增大时,工件表面粗糙度呈上升趋势,表面缺陷也随之增加。无涂层多齿刀具铣削后的工件表面粗糙度最大,其次是金刚石涂层多齿刀具铣削的工件,最小的是金刚石涂层交错齿刀具铣削的工件。多齿刀具加工后的表面有较多的微坑缺陷,但普遍深度较浅且面积较小。交错齿刀具对分层缺陷的抑制作用最明显,但在左旋和右旋刀齿交错处容易出现较严重的加工缺陷。与普通机械加工方法相比,超声振动加工方法得到的工件表面质量较好,可以有效减少表面微坑缺陷,改善CFRP铣削加工表面质量。结论 CFRP材料铣削加工时,为了获得较好的加工表面质量,切削参数应选用较高的切削速度和较低的进给速度,切削刀具宜选用多齿带涂层刀具。和普通机械加工方法相比,超声振动铣削加工方法更为有利于获得好的表面质量。     

超精铣削用PCBN球头立铣刀

日本日进工具公司的SFB200PCBN球头立铣刀设计用于高硬度工件的超精铣削。铣刀的球头尺寸范围R0．1～1．0mm共12个规格，R精度〈1．5μm，球头切削部分形状类似切去一半的算盘珠。刀具所用CBN材料具有良好的抗崩刃性能和高耐磨性。此外，左右切削刃位于一条直线上，考虑了在刀具中心切削速度接近于零的部位将摩擦减至最小。该刀具在加工表面粗糙度和加工精度方面均获得极高评价。     

模具高速切削数据库的研究与开发

采用结构化程序和规范化数据库技术开发了模具高速切削数据库系统，使用该系统可实现模具材料查询、刀具选择和切削用量查询。针对高速切削数据缺乏的问题，本系统采用了基于实例推理技术，实现为新工件材料、新刀具材料提供合理加工工艺和加工参数。     

铣削大理石切削参数对PCD刀具磨损的影响

目的探索PCD刀具磨损机理,以延长刀具使用寿命。方法设计正交试验,研究不同加工参数切削大理石对刀具磨损的影响情况。分析主轴转速、进给速度与切削深度对PCD刀具磨损量的影响规律,以优化切削参数来减小刀具磨损量。根据经验公式,建立单位时间刀具磨损量和固定行程磨损量模型。通过对试验过程刀具振动情况记录,结合刀具实际磨损情况,给出了刀具磨损等级。结果主轴转速的提高可以减少刀具磨损量,进给速度的增大会加剧刀具磨损,而切削深度小于1 mm时,其对刀具磨损量的影响很小,但切削深度大于1 mm时,继续增大切削深度会使刀具快速磨损。利用预测模型能够很好地对刀具磨损情况进行预判,根据磨损等级,得出刀具与机床发生共振时磨损最为严重,在刀具表面产生了明显的犁沟、磨损以及金刚石颗粒脱落。结论在实际加工中,通过提高主轴转速、降低进给速度以及减小切削深度有助于增强刀具的耐用度,避开共振切削参数可以有效降低刀具磨损,主轴转速、进给速度、切削深度分别为12000r/min、500 mm/min、0.5 mm时的切削效果较佳,有最小的刀具磨损量。