钛合金介观尺度铣削表面粗糙度特征分析及工艺优化EI北大核心CSCD

为提高钛合金介观尺度铣削加工表面质量,以主轴转速、每齿进给量、轴向切削深度为主要研究因素,对介观尺度铣削表面粗糙度特征进行了分析,优化了工艺参数。考虑到介观尺度铣削加工的间断性切屑形成和单齿切削现象,分析了刀具转角与切削厚度及累计弹塑性变形次数的对应关系。在此基础上,设计了正交实验,将铣削表面划分为逆铣区域、中间区域和顺铣区域,通过方差分析确认每齿进给量是介观尺度铣削表面粗糙度最重要的影响因素。采用田口方法分别对局部区域加工工艺参数进行优化。实验结果表明,相对于中间区域,逆铣区域和顺铣区域弹塑性变形更频繁,表面粗糙度更高,以逆铣区域或顺铣区域表面粗糙度为优化目标时的优化效果更好。     

钛合金介观尺度铣削表面粗糙度特征分析及工艺优化

为提高钛合金介观尺度铣削加工表面质量,以主轴转速、每齿进给量、轴向切削深度为主要研究因素,对介观尺度铣削表面粗糙度特征进行了分析,优化了工艺参数。考虑到介观尺度铣削加工的间断性切屑形成和单齿切削现象,分析了刀具转角与切削厚度及累计弹塑性变形次数的对应关系。在此基础上,设计了正交实验,将铣削表面划分为逆铣区域、中间区域和顺铣区域,通过方差分析确认每齿进给量是介观尺度铣削表面粗糙度最重要的影响因素。采用田口方法分别对局部区域加工工艺参数进行优化。实验结果表明,相对于中间区域,逆铣区域和顺铣区域弹塑性变形更频繁,表面粗糙度更高,以逆铣区域或顺铣区域表面粗糙度为优化目标时的优化效果更好。     

侧铣削参数对TC4钛合金表面粗糙度及材料去除率的影响

侧铣采用铣刀侧刃对工件进行铣削,是一种重要的数控加工方式,常用于直纹面零件.针对TC4钛合金的侧铣削加工,开展了主轴转速、进给速度、切削深度、切削宽度的四因素三水平正交试验,分析侧铣削参数对切削力、表面粗糙度及材料去除率的影响.试验结果表明,切削深度和主轴转速对切削力和表面粗糙度的影响较大,进给速度次之,切削宽度最小.切削深度和切削宽度的增大会显著提高材料去除率,在主轴转速为600r/min,进给速度为220mm/min,切削深度为5mm,切削宽度为0.4mm时,侧铣TC4钛合金的表面粗糙度质量较好且材料去除率较大.     

基于振动信号控制的水室封头铣削加工工艺的优化

水室封头部件是蒸汽发生器的关键部件,关系到核电发电效率及安全性。水室封头铣削加工的工况为大悬深量、大进给量、轴向切削深度大,产生较大的切削力,导致主轴-刀具系统产生非常大的振动,进而造成工件表面质量和刀具寿命降低。针对上述问题,对铣削水室封头的工艺进行优化,减少了铣削过程的振动,从而提高型面加工精度。采用正交实验分析切削参数对X方向切削振动的影响,分析得出轴向切削深度是影响铣削振动的主要因素,每齿进给量次之,主轴转速影响最小的结论。优化后的切削参数是轴向切深为1.5mm,每齿进给量为0.8mm/z,主轴转速为500r/min。     

高速铣削超高强度钢的切削力及表面粗糙度研究

选用涂层硬质合金刀具对300M超高强度钢进行高速铣削试验,通过单因素试验和多因素正交试验法,得出铣削参数(主轴转速、每齿进给量、铣削深度)对切削力及表面粗糙度的影响规律及主次关系。对正交试验结果做最小二乘法分析,建立切削力及表面粗糙度与铣削参数之间的经验模型;对经验模型的回归方程及系数做显著性检验,并对其进行参数优化,得出铣削参数的最优组合。结果表明:主轴转速和铣削深度对切削力的作用较大,而每齿进给量对其影响相对较弱;每齿进给量对表面粗糙度作用最强,铣削深度次之,主轴转速对其作用最弱。     

基于主成分分析和灰色关联度的铝合金铣削参数优化

在飞机耳片槽的加工中经常出现耳片变形、切削振动引发表面质量变差等质量问题,为确保耳片加工表面质量,以7050-T7451铝合金为试验对象,把径向切削深度作为试验定量,主轴转速、每齿进给量和轴向切深为试验变量,设计三因素三水平的正交铣削试验,以表面粗糙度和材料去除率为输出特性指标,采用灰色关联理论主成分分析法对试验数据进行分析,确定灰色关联分析中的权重系数,对铣削加工进行多目标优化。研究表明,3个因素对试验表面粗糙度和材料去除率的影响程度的显著性排序为:每齿进给量轴向切削深度主轴转速;最优铣削加工参数为:主轴转速为5000 r/min,每齿进给量为0.25 mm,轴向切削深度为4 mm,径向切削深度为0. 5 mm。     

钛合金盘铣振动模型预测及工艺参数优化

盘铣因其铣削力大和铣削效率高等特点被广泛应用于机械加工领域,但有关盘铣钛合金方面的研究相对较少。本文针对盘铣振动模型预测及工艺参数优化进行了钛合金盘铣开槽试验,采用信噪比试验设计法和响应曲面法进行主轴转速、切削深度和进给速度对振动加速度的影响规律分析。各因素对加速度的影响程度依次为切削深度>进给速度>主轴转速。采用信噪比试验设计法和线性回归技术建立振动加速度预测模型,根据预测结果与试验结果可知,两者误差较小,预测模型精度较高。     

2024铝合金超精密车削表面形貌的实验研究

超精密加工是获得超光滑高质量工件表面的重要手段,其加工条件和工艺参数对超精密加工质量有重要影响。文章设计了振幅梯度变化的T形零件进行单晶金刚石超精密端面车削,获得了不同振动条件下的加工表面形貌,振动激烈的部位形貌刀痕深度大,呈一字形重叠,粗糙度大;离中心点较近的大部分中间区域振动最小,表面呈光滑镜面;过渡区域振动平缓些,表面会出现很多类似丘陵状或鱼鳞状的多边形。探索了超精密加工进给量、主轴转速及切削深度对加工表面质量的影响。结果表明随切削进给量的增加,表面粗糙度变大;随着主轴转速增大,表面粗糙度变小,但当主轴转速增大到一定值时,表面粗糙度反而有增大的趋势;随着切削深度的增加,表面粗糙度也变大,并且从工艺参数与表面粗糙度的关系示意图可以看出,切削深度对表面粗糙度的影响要小于进给量和主轴转速对其的影响。     

高速侧铣参数对7050-T7451铝合金表面粗糙度的影响

为提高航空结构件加工效率和表面质量,通过单一铣削参数实验,研究采用两种硬质合金刀具在高速铣削7050-T7451铝合金时,主轴转速、径向铣削深度、铣削进给速度等切削参数以及加工方式(顺铣、逆铣)对表面粗糙度的影响.分析表明:表面粗糙度随刀具尺寸和径向切深增大而增加,在铣削进给速度增加趋势下仅有较小波动,不受主轴转速直接...     

铝合金高速切削表面粗糙度影响因素研究

为有效降低高速切削中铝合金的表面粗糙度值,通过多因素正交试验和单因素试验对各铣削参数进行研究,结果显示:各参数对铝合金表面粗糙度影响程度从大到小的顺序是:切削深度、主轴转速、每齿进给量、行距,且转速为18000r/min,每齿进给量为0.075mm,行距和每齿进给量一致,选择较小的切削深度时,在铝合金表面可获得较好的加工质量。     

SiCp/Al轴向超声振动微铣削的切削特性试验研究

针对SiCp/Al复合材料微铣削刀具易磨损、难以获得高质量加工表面的问题,对40%体积分数的SiCp/Al复合材料采用轴向超声振动进行辅助微铣削,根据轴向超声振动微铣削的切削特点,通过试验研究铣削力信号的幅频特性,三向切削力随主轴转速、切削深度和每齿进给量的变化规律,并与普通微铣削进行和对比。结果表明:采用轴向超声振动辅助微铣削,三向铣削分力都呈现出随主轴转速先增大再缓慢减小的趋势,可使3个方向的铣削力减小10%～50%。     

PCD刀具铣削YG15硬质合金的试验研究

为了研究硬质合金切削加工性能,使用PCD刀具进行了单因素铣削试验,测量了切削力和加工表面粗糙度,观察了加工表面形貌和刀具磨损.结果 表明:切削力和表面粗糙度随每齿进给量和铣削深度的增大逐渐上升,随主轴转速的变大略微下降,获得最小表面粗糙度为0.029μm.由于硬质颗粒的拔出、断裂以及粘结相的剥落等原因,导致加工表面上形成小白点微观缺陷,影响加工表面质量,PCD刀具磨损的主要形式是底刃和刀尖上的崩刃.     

新型F92铁素体耐热钢的铣削加工性能

对难加工材料F92耐热钢进行了铣削试验,在干切削条件下使用硬质合金涂层立铣刀进行加工,分析了该材料的铣削机理,研究了切削速度、进给量、切削深度三因素对切削力、加工表面粗糙度以及刀具磨损的影响,在此基础上获得了高效率、高精度的加工工艺参数.结果表明:当切削速度为94 m·min-1、每齿进给量为0.06 mm、切削深度为7.5 mm时主切削力较小(<170 N),同时可以得到较好的表面加工质量(Ra<0.4μm),铣刀的主要的磨损形式是涂层剥落和磨粒磨损.     

SiCp/Al复合材料铣削加工工艺参数的优化实验研究

SiC颗粒增强铝基复合材料(SiCp/Al复合材料)因具有优良的力学性能而在航天航空、汽车等领域应用广泛.现采用硬质合金立铣刀在五轴联动加工中心对SiCp/Al复合材料进行铣削加工,通过正交试验,分析了主轴转速、进给量、切削深度对铣削力、表面粗糙度的影响;从材料去除率、加工表面质量等方面考虑,得到了所选参数范围内较优的铣削加工工艺参数组合:主轴转速5000 r/min,切削深度1 mm,进给量0.02 mm/z.     

石英玻璃旋转超声铣削表面质量研究

探索了高频旋转超声铣削石英玻璃的工艺规律与材料去除机理,检测分析了加工表面粗糙度与表面形貌,借助Matlab平台建模仿真了进给速度和主轴转速对磨粒运动轨迹的影响规律,研究了进给速度、主轴转速、切削宽度以及切削深度对加工表面质量的影响规律与机理。进给速度增大会导致刀具上的单颗金刚石磨粒的切削速度增大,参与切削的摆线平面投影运动轨迹变长,使表面粗糙度随进给速度增加先增大后减小;表面粗糙度值随主轴转速的增大总体上呈现出先减小后增大的趋势,主轴转速为3 000 r/min时铣削表面粗糙度最小;表面粗糙度值随切削宽度增大先增大后减小,切削宽度直接决定相邻刀具路径对应加工区域重叠范围,进而产生不同的磨粒划刻加工叠加效果;随切削深度增大,表面粗糙度值呈现出先增大后减小再增大的趋势,铣削过程中超声振动与切削深度配合产生的近成形表面材料去除模式对表面质量具有关键性作用。研究工作可为石英玻璃旋转超声铣削加工提供一定的工艺基础。     

焊接T型刀在飞机耳片槽加工中的应用研究

飞机耳片槽作为飞机接头类零件中的重要零件,在实际加工中经常出现变形现象。工艺参数对耳片变形及表面质量有重要影响。设计正交切削试验,对表面粗糙度、振动加速度幅值和表面残余应力进行极差分析,得出了铣削参数对上述三种指标的影响规律。试验刀具采用焊接T型刀,工件材料选用7050-T7451铝合金。研究表明,当主轴转速为125r/min、每齿进给量为0. 02mm、轴向切深为0. 1mm、径向切宽为20mm时,工件表面质量较好;获得了铣削参数对X方向和Y方向振动加速度因素的主次顺序;加工表面的残余应力均为残余压应力,进给方向的表面残余应力大于垂直于进给方向的表面残余应力。     

摆线铣削表面特性的功率谱密度研究

为了研究摆线铣削加工方法下影响工件表面微观形貌的主要因素,采用不同切削参数进行了铣削加工实验,并结合功率谱密度法对获得的表面数据进行了更加全面的分析表征。实验结果表明:采用摆线铣削加工方式时,较大的径向切削深度有利于功率谱密度值降低,保证表面质量的同时,提高加工效率;每齿进给量和主轴转速分别和表面轮廓间距、加工振动联系紧密,影响表面凸起和缺陷;加工表面的主要频率分布能够反映加工工艺条件对加工表面形貌的影响。     

微细铣削切削力正交实验研究

在自行研制的三轴联动微细铣床上,选取典型微三维零件特征进行铣槽和侧铣两种工况正交铣削实验,对微细切削力进行测量和分析。深入研究了主轴转速、轴向切深、每齿进给量等工艺参数对微细切削力的影响规律,以优化加工参数,提高微铣削的加工效率和加工精度。     

薄片工件的微细铣削加工

为完成在0.2 mm厚不锈钢薄片上铣出深度0.15 mm微细槽的加工任务,选择微细铣削工艺作为加工手段。通过工艺实验,摸索了机床主轴转速、每齿进给量对加工表面粗糙度、加工毛刺的影响规律,并结合微细铣削特点,对实验过程中毛刺特征、表面粗糙度规律进行了阐述。根据实验结果,优选工艺参数,完成了薄片表面微细槽结构的加工。     

铣削表面粗糙度在线监测与加工参数的自适应优化

针对实际加工中工件与刀具之间的无规律振动而导致零件表面粗糙度不受控制的问题,提出了一种融合在线监测和自适应加工的方法.以主轴转速、背吃刀量、进给速度以及工件振动量为特征,基于XGBOOST算法对表面粗糙度进行回归分析,建立表面粗糙度的预测模型;在加工中对工件振动量进行实时采集,结合主轴转速、背吃刀量、切削速度和进给量建立实时表面粗糙度在线监测系统;当预测结果超出警戒值时,系统自动对切削参数背吃刀量、切削速度和进给量进行优化,进而减小工件振动,从而保证被加工零件的表面粗糙度.与传统的先加工后测量的方法相比,提出的方法实现了在加工的同时进行预测、分析与切削参数的自适应优化,有效地控制了被加工零件的表面粗糙度.