高体积分数SiCp/Al复合材料高速铣削力影响因素研究

通过PCD刀具高速铣削高体积分数SiCp/Al复合材料试验,研究了铣削速度、进给量、铣削深度和铣削宽度对三向铣削分力的影响,并进行了SiCp/Al复合材料基体材料的铣削力对比.研究结果表明,进给量和铣削深度对三向铣削分力的影响较大,而铣削速度和铣削宽度对三向铣削分力的影响较小,并且SiC颗粒增加了材料的强度,使三向铣削分力数值增大.在只考虑控制铣削力大小的情况下应选取适中的铣削参数,如铣削速度、较大的铣削宽度和较小的进给量及铣削深度.     

PCD刀具高速铣削高体积分数SiC_p/Al复合材料的表面粗糙度研究

针对PCD刀具高速铣削体积分数为65%的SiCp/Al复合材料,通过单因素和正交试验研究了不同铣削参数对表面粗糙度的影响。研究结果表明:影响SiCp/Al复合材料已加工表面粗糙度的最重要参数是每齿进给量,其次是铣削深度,铣削速度和铣削宽度对表面粗糙度的影响较小;铣削速度与铣削宽度之间存在一定的交互作用;为得到较好的表面粗糙度,可选择较高的铣削速度、适中的铣削深度和铣削宽度、较低的每齿进给量进行加工。     

7075航空铝合金铣削力模型试验

利用7075-T651铝合金材料为试验对象,采用四因素四水平的回归正交方法,分析研究加工铝合金材料时的铣削速度、铣削深度、铣削宽度和每齿进给量对铣削力的影响规律;并通过MATLAB编程回归分析得到铣削力的经验公式。研究结果表明,建立的7075铝合金铣削力模型真实可靠,对铣削过程中影响最大的是铣削深度,其次是铣削宽度,进给量的影响较小;铣削力随着速度的增大而降低。模型可为航空铝合金铣削加工的变形提供可靠的边界条件。     

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%。     

基于ABAQUS的7150-T6铝合金直角铣削仿真研究

为促进T6态7150铝合金在直角铣削过程中加工工艺参数的优选,使用ABAQUS分析软件,结合正交实验和极差分析法研究T6态7150铝合金仿真铣削过程,探讨不同加工工艺参数(铣削速度、进给量、铣削深度等)对铣削应力和铣削温度的影响规律。研究结果表明：铣削速度、铣削深度、进给量对最高温度、平均应力、铣削力均存在一定影响;考虑到铣削刀刃强度因素,铣削深度不应大于0.25mm;当进给量为0.2mm/z时,铣削变形区位置的温度变动幅度较小,可采用较大的进给量以增加材料去除率;同时可以选择较快的铣削速度进行加工,铣削速度为320m/min。     

FV520B钢高速铣削力试验研究

针对高速铣削FV520B钢的铣削力控制问题,通过正交试验,研究了铣削参数对铣削力的影响规律.研究表明:当铣削速度、每齿进给量、铣削深度和铣削宽度分别为63m/min,0.05mm/z,1mm和4mm时,采用φ8平底刀高速铣削FV520B钢可以获得小的切削力和高的切削效率;当铣削速度、每齿进给量、铣削深度和铣削宽度分别为75m/min,O.05mm/z,1mm和8mm时,采用φ16平底刀高速铣削FV520B钢可以获得小的切削力和高的切削效率.     

基于磨料水射流的三维编织复合材料铣削技术研究

针对磨料水射流对三维编织复合材料的冲蚀过程,利用Hypermesh/Ls-Dyna有限元分析软件建立磨料水射流冲蚀复材模型,以射流压力、走刀速度、横向进给量为变量开展仿真分析,得出不同工艺参数下材料的去除深度与质量以及材料的应力变化情况,完成水射流铣削三维编织复合材料的工艺过程模拟.研究发现,随着射流压力的增加,复合材料平均铣削深度和Z向最大应力不断增加,当射流压力超过70 MPa时材料被击穿;随着走刀速度和横向进给量的增大,平均铣削深度和材料Z向最大应力呈不断减小趋势;材料铣削深度主要受射流压力的影响,其次是走刀速度,而横向进给量对深度影响较小;铣削面质量主要受横向进给量的影响,当横向进给量大于或小于喷嘴直径时,铣削面会出现峰谷现象,而等于喷嘴直径时铣削面质量较好.根据仿真结果开展试验研究,将试验结果与仿真结果进行对比分析,验证了仿真模型的可行性与有效性.     

大长径比微铣刀微细铣削Ti6Al4V钛合金试验研究

高深宽比微结构的微细铣削加工需要使用大长径比的微铣刀,而大长径比的微铣刀刚度差,根部易折断,必须以较小的铣削参数进行加工。本文使用长径比为5的硬质合金微铣刀进行微细铣削钛合金的试验,主要研究了铣削参数对铣削力、已加工表面粗糙度和顶端毛刺宽度的影响。结果表明,在给定的每齿进给量和铣削深度范围内,三向铣削力随着每齿进给量和铣削深度的增大而增大;表面粗糙度Sa随着每齿进给量的增大呈先减小后增大的趋势,但随着铣削深度的增大没有呈现明显规律;顶端毛刺宽度随着每齿进给量的增大呈减小趋势,在较小的每齿进给量下,顶端毛刺宽度随着铣削深度的增大而显著减小,在较大的每齿进给量下,铣削深度对顶端毛刺宽度的影响较小。     

工艺参数对30CrMnSiA高强钢铣削力及铣削温度的影响

30CrMnSiA高强钢具有较高的强度和良好的耐磨性、抗疲劳性和抗冲击性,被广泛应用于航空航天等领域。为研究工艺参数对30CrMnSiA高强钢铣削力和铣削温度的影响,采用正交试验法进行铣削试验,运用极差分析、方差分析以及有限元仿真研究了铣削力和铣削温度,并通过多元回归分析得到了铣削力的经验公式。结果表明：进给速度对铣削力的影响较大,铣削宽度、铣削深度和主轴转速影响较小,且各铣削参数主要影响X方向铣削力,对Y方向和Z方向影响较小;铣削参数对铣削温度的影响程度大小：铣削深度>铣削宽度>主轴转速>进给速度。     

纤维方向和铣削参数对T300/5222A复合材料 层合板铣削表面质量的影响

采用涂层硬质合金刀具对T300/5222A碳纤维增强环氧树脂复合材料单向层合板和双向层合板进行铣削试验,研究了纤维方向以及铣削速度、每齿进给量和铣削宽度对铣削表面质量的影响。结果表明:随着纤维方向与工件进给方向角度的增大,单向层合板铣削表面的毛刺现象越来越严重,甚至出现崩边现象;随着铣削速度、铣削宽度和每齿进给量的增大,双向层合板铣削表面上突出的纤维以及因纤维拔出形成的凹坑增多,波峰与波谷的高度差也变大;二维表面粗糙度和三维表面粗糙度测量结果差异较大,采用三维表面粗糙度可以更准确地评价碳纤维复合材料铣削表面形貌;双向层合板三维表面粗糙度随铣削速度、每齿进给量和铣削宽度的增大而增大,其中铣削速度和每齿进给量的影响比较显著。     

SiCp/Al复合材料薄壁件高速正交车铣切削力的仿真研究

把正交车铣方法应用到复合材料薄壁件的加工中,使用ABAQUS有限元仿真软件,建立了Si Cp/Al复合材料车铣薄壁件的仿真模型,通过高速正交车铣仿真实验研究了切削速度、工件转速、进给量和切削深度对切削力的影响规律。仿真实验得出切削深度对切削力影响最大,随切削深度的增加车铣切削力明显增大,因此该因素的参数选择在切削加工中应着重考虑;而其它三个因素对切削力的影响次之且影响程度相当,切削力变化趋势一致,都是随各因素参数增加而略有增大。     

高速铣削SiC_p/Al复合材料表面形貌功率谱密度研究

为了研究切削参数对高速铣削SiCp/Al复合材料表面微观形貌的影响,本文采用不同切削参数进行了高速铣削实验,利用Talyscan150型表面粗糙度测试仪对加工表面进行测量,对获得的表面数据进行功率谱密度(PSD)分析。结果表明:高速铣削SiC颗粒增强铝基复合材料时,进给量与铣削深度对功率谱密度影响不大,切削速度是主要影响因素,并且随着切削速度的增大,功率谱密度值降低,表面质量提高。加工表面的主要空间波长成分能够反映加工工艺条件对加工表面形貌的影响。     

金刚石磨头刀具磨铣加工对高体份SiCp/Al复合材料加工表面质量的影响

针对高体份SiCp／Al复合材料,采用佥刚石磨头刀具磨铣切削的加工方法,研究了高速磨铣加工中机床主轴转速、工件进给速度及背吃刀量对材料加工表面形貌损伤以及表面粗糙度的影响规律。研究表明,机床主轴转速的提高、工件进给速度的减小都能够减小材料表面形貌的损伤情况,改善加工表面粗糙度质量：背吃刀量的改变对材料表面形貌损伤以及表面粗糙度的影响不大。     

Effect of machining parameters on the milling process of 2.5D C/SiC ceramic matrix composites

Abstract

The C/SiC ceramic matrix composites are widely used for high-value components in the nuclear, aerospace and aircraft industries. The cutting mechanism of machining C/SiC ceramic matrix composites is one of the most challenging problems in composites application. Therefore, the effects of machining parameters on the machinability of milling 2.5D C/SiC ceramic matrix composites is are investigated in this article. The related milling experiments has been carried out based on the C/SiC ceramic matrix composites fixed in two different machining directions. For two different machining directions, the influences of spindle speed, feed rate and depth of cut on cutting forces and surface roughness are studied, and the chip formation mechanism is discussed further. It can be seen from the experiment results that the measured cutting forces of the machining direction B are greater than those of the in machining direction A under the same machining conditions. The machining parameters, which include spindle speed, feed rate, depth of cut and machining direction, have an important influence on the cutting force and surface roughness. This research provides an important guidance for improving the machining efficiency, controlling and optimizing the machined surface quality of C/SiC ceramic matrix composites in the milling process.     

淬硬碳素工具钢高速铣削力试验研究

对淬硬碳素工具钢T10进行了高速铣削试验,研究了铣削速度、铣削深度、铣削宽度、进给速度对铣削力的影响。结果表明：铣削力随着铣削速度的增加先增大后减小;铣削力随着铣削深度的增大而增大,且变化明显;铣削力分别随着进给速度和铣削宽度的增大而增大,但变化不明显。     

薄壁铸铝合金高速铣削加工试验研究

以铸铝合金薄壁件为加工对象,分别研究不同的切削速度、每齿进给量、径向切深对表面质量和切削力的影响规律,并优化切削参数的选择,力求为合理选择高速切削加工参数提供可靠依据。     

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。     

高强度钢高速加工时切削力尺度效应特征规律研究

在切削速度118m/min～463m/min,每齿进给量0.078mm/z～0.2mm/z,切削深度0.2mm～1mm范围内,研究高速端面铣削某新型高强度钢材料(>42HRc、抗拉强度σb>1.2GPa)过程中切削力的变化规律,考察切削用量对铣削力的交互影响与尺度效应规律,并从切削变形机理上进行讨论与分析,使用残差分析与最小二乘法等统计方法,建立切削力与切削用量经验公式。研究结果表明:高速铣削时,切削深度、每齿进给量和两者之间的交互作用为对主切削力有显著影响的效应因素;该类型高强度钢的单位铣削力为45调质钢的1.0729倍～1.7917倍;非自由切削过程在高速切削条件下将会引发切削力的尺度效应。     

高速铣削铝合金时切削力和表面质量影响因素的试验研究

对高速铣削典型铝合金框架结构工件时的切削力和加工表面质量进行了试验研究。在高速进给铣削时 ,当进给方向发生改变 ,机床的加减速特性将导致在拐角处进给量减小、铣刀切入角增大 ,从而引起切削力增大和加工振动。在恒切削效率条件下高速铣削铝合金的试验结果表明 ,高速铣削时宜采用较小的轴向切深和较大的径向切深 ,以减小铣削力、提高加工表面质量 ;刀具动平衡偏心量是高速铣削时引起轴向振纹的主要原因     

PCD刀具高速铣削SiCp/Al复合材料切削温度试验研究

采用夹丝半人工热电偶法,在600- 1200m/min速度范围内对PCD刀具高速铣削SiCp/2009Al复合材料时的切削温度进行了研究,采用单接点热电偶快速标定装置对热电偶(SiCp/2009Al—康铜)测量的热电势进行了标定试验,获得了各种复合材料的温度标定曲线.研究结果表明,在本文试验条件下,铣削温度瞬时最高值可...