高强度钢高进给铣削时切削参数对切削力的影响

高进给铣削是一种高效铣削方式,不同于传统的加工方法,其切削深度较浅,每齿进给量较大,而高强度钢是一种典型的难加工材料。通过正交试验法对高进给铣削高强度钢的切削力进行仿真,应用极差和方差分析研究切削速度、切削深度和每齿进给量对切削力的影响。结果表明,通过提高切削速度来增加高进给铣削高强度钢的切削效率,有利于减小切削力。以切削力最小为目标的最优切削参数为v_c=100m/min,a_p=0.8mm,f_z=1.0mm/z。     

切削用量对高效铣削高强钢切削力的影响研究

在切削速度v=100～300m/min、每齿进给量f_z=0.01～0.1mm/z、轴向切削深度a_p=1～3mm条件下,对30CrNi2MoVA高强钢进行了高效铣削试验,研究了切削用量对切削力的影响。试验结果表明,切削速度对切削力的变化影响不大,随切削速度的增加径向力略有增加,切向力略有减小;轴向切削深度和进给量对切削力的变化影响较大,径向力和切向力均随轴向切削深度和进给量的增大而近似呈线性增大,且增幅较大;轴向力随切削用量的变化较小,且在不同切削用量下轴向力相差不大。在试验切削用量范围内,总体表现为径向力>切向力>轴向力。     

304不锈钢超声辅助切削研究

通过霍普金森杆试验确定304不锈钢的本构模型,在ANSYS软件中建立工件和刀具模型,设置切削加工参数和超声参数,进行超声辅助车削仿真试验得到相应切削力,并与理论模型进行比对,确定仿真试验的正确性。分析仿真数据,利用单因素分析法研究超声辅助切削过程中超声振幅、切削速度、切削深度和进给量对切削力的影响。结果表明:在相同切削参数下,相比于传统车削,超声辅助切削304不锈钢可有效降低切削力;随着超声振幅的增大,切削力先变小后变大;超声振幅A=23μm时,切削力最小。在给定的车削加工参数范围内、保证加工效率和工件质量的前提下,超声辅助车削304不锈钢最优车削加工参数为:超声振幅A=23μm,切削速度v_c=21m/min,切削深度a_p=0.1mm,进给量f=0.08mm/r。     

微细铣削7075铝合金的切削力研究

为研究切削用量对微细铣削7075铝合金切削力的影响,采用正交试验法进行微细铣削7075铝合金的切削仿真研究,得到多组不同的切削力。对微细铣削仿真结果进行极差分析,得到切削用量对切削力影响程度的主次顺序及最优切削方案。通过微细铣削7075铝合金的切削试验,将仿真和试验结果作对比分析,验证了微细铣削仿真模型的准确性及合理性。在此加工仿真模型基础上,进一步采用单因素试验法进行了微细铣削仿真,分析了微细铣削7075铝合金时不同切削用量对切削力的影响规律。研究结果表明：切削用量影响微细铣削7075铝合金切削力的主次顺序从大到小依次为背吃刀量、切削速度和每齿进给量;背吃刀量与切削力成正比,切削速度则与之成反比。     

基于响应曲面法的高强度铝合金加工参数优化

通过试验对ZL101A铝合金变壁厚工件的现行的加工参数进行优化研究,以降低切削过程中的切削力。利用响应曲面法考察了切削速度、切削深度、每齿进给量三个因素对切削力的影响规律,构建了影响工件变形的切削分力F_x和F_y数学模型,并以切削力最小为研究目标优化了加工参数,获得的最佳加工参数为:v=500 m/min,f=0.06 mm/r,a_p=0.2 m m。     

铸造铝合金ZL114A的切削加工仿真及试验研究

为了减少在实际切削试验中的时间和成本,结合铸造铝合金的切削加工特点和某型号汽车发动机缸盖,利用Advant Edge FEM专业金属切削有限元仿真软件对铸造铝合金切削过程中的切削力进行仿真分析。通过有限元分析与正交切削试验相结合的方法,研究了不同切削速度、进给量以及轴向切深对切削力的影响。当铣削线速度达到220 m/min左右和每齿进给量达到0.15 mm/z左右时,铣削力会明显增大,在实际生产中应避免这一切削用量范围以保证刀具寿命。试验验证了对于发动机缸盖铣削加工仿真的可行性。     

高速铣削 Inconel718已加工表面残余应力的有限元分析

利用有限元法对镍基高温合金Inconel 718的高速正交铣削进行模拟仿真,获得切削力、切削温度和残余应力.结果表明在仿真切削速度100-3000m/min范围内,刀尖峰值温度随切削速度提高而增大,由于高温造成工件软化,从而使切削力随切削速度增大而减小;残余应力层深度在已加工表面O.5mm以下,最大表面残余应力为拉应力...     

单板层积材铣削切削力试验研究

研究了不同切削方向,不同铣削参数对单板层积材铣削过程中切削力的影响规律,从而为实际加工提供指导。试验结果表明,在一定铣削参数下,单板层积材纵向铣削和横向铣削时,纵向铣削的主切削力比横向铣削的主切削力大;切削速度对主切削力影响不是很明显;主切削力都随切削深度增大而增大,并得出了各自的主切削力与切削深度的线性回归方程,为实际切削加工提供了可供参考的经验公式。     

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。     

高速切削AISI-4340合金钢的有限元数值模拟研究

为解决AISI-4340合金钢在切削过程中切削温度高、加工性差等问题,基于DEFORM-3D仿真软件,设计单因素仿真实验和四因素三水平正交仿真实验,运用极差分析法分析仿真结果,获得最优参数组合。仿真结果表明：增大切削速度v_c、切削深度d和进给量f,切削力和切削温度随之增大;不同切削参数和刀具结构参数对切削力的影响程度顺序为钝圆半径r>刀具前角γ>切削速度v_c>刀具后角α;对切削温度的影响程度顺序为切削速度v_c>钝圆半径r>刀具后角α>刀具前角γ;利用遗传算法对切削参数和刀具结构参数进行优化,以最小切削力和刀具切削温度为评估标准时,得出最优组合为切削速度v_c=300m/min,刀具前角γ=11°,刀具后角α=7°,钝圆半径r=0.15mm。     

高速切削铝合金2024-T4切削力的仿真研究

利用有限元软件Advant Edge设计以切削力为目标,以切削速度、进给量和背吃刀量为自变量参数的三因素四水平正交试验,对硬质合金刀具切削2024-T4铝合金的加工过程进行2D仿真,研究了切削参数对切削力的影响规律。采用极差分析获得切削参数的最优组合,通过方差分析获得切削参数对切削力的显著性。结果表明:背吃刀量对切削力影响最大,切削速度影响最小,最优切削参数都是u_c=1250m/min,f=0.09mm/r,a_p=0.2mm;背吃刀量和进给量对F_x的影响显著,切削速度对F_x的影响不显著,切削速度、进给量和背吃刀量对F_y的影响显著。     

镍基激光熔覆合金涂层高速铣削切削力试验研究

为研究高速铣削镍基激光熔覆合金涂层切削加工性能,探明高速铣削时铣削参数对切削力的影响规律。以Q690为基材,镍60合金粉末为熔覆材料制备铣削试件。采用硬质合金立铣刀对熔覆合金涂层进行高速铣削试验,利用单因素试验法,研究分析高速铣削下铣削深度、进给速度和主轴转速对镍基熔覆合金切削力的影响规律。结果表明,高速铣削镍基熔覆合金时径向切削力F_x、轴向切削力F_z和主切削力F_y均随铣削深度和进给速度的增大而增大,随主轴转速的增大而减小;三个方向的分力中主切削力F_y最大;三个铣削参数对切削合力F_合的影响显著性为切削深度a_p>进给量v_f>主轴转速s。     

RuT400切削力预测模型及参数优化

针对蠕墨铸铁RuT400难加工的问题,通过使用硬质合金涂层刀具对RuT400进行高速铣削试验,以实验参数为基础构建了切削力预测模型,结合其切削性能并使用响应面法对切削参数进行优化。实验结果表明:使用硬质合金涂层刀具切削RuT400是可行的,而且刀具价格便宜,加工经济性更好。切削速度、进给速度、切削深度与切削力之间存在显著的线性关系,根据实际加工参数使用切削力预测模型可以对切削力作出精确预测;切削力随着切削深度的增加以严格的线性方式递增;切削用量对切削力影响的显著性顺序为:切削深度进给速度切削速度。一般情况下,较小的切削深度,适当的进给速度和较大的切削速度能获得较低的切削力和良好的加工效率。     

基于有限元仿真的陶瓷刀具切削难加工金属的研究

基于Deform有限元分析软件,选择陶瓷材料刀具,对难加工金属的切削过程实现了模拟分析,并研究在改变切削参数如进给量、切削深度与切削速度的情况下,切削过程中的切削力、切削温度的变化规律。仿真结果展示了切屑的形成过程,在各加工参数中,切削速度是影响切削温度的最关键因素,切削深度对切削力产生较大影响。     

基于RSM的航空叶片切削参数优化

针对航空叶片铣削加工中切削力的预测和控制问题,建立切削力模型,通过正交试验法确定了若干组切削参数方案并完成CAE仿真试验.运用方差分析检验了该预测模型的拟合度和可靠性,研究了切削参数对切削力的影响规律.基于响应曲面法(简称RSM)优化切削参数,获得最佳参数为进给量0.06mm/r,刀具转速2857r/min,铣削深度0...     

7050-T7451铝合金铣削参数多指标优化研究

通过Spike切削力测量设备及在线监控系统,采用单因素试验,研究硬质合金刀具铣削7050-T7451铝合金时,主轴转速、铣削宽度、铣削深度、进给速度以及顺、逆铣加工方式分别对刀具所受弯矩、表面粗糙度及功率的影响。运用正交试验法,通过S/N比分析和方差分析,获得7050-T7451铝合金的最优铣削参数。研究表明：顺铣更适用于7050-T7451铝合金的铣削加工;刀具所受弯矩随着主轴转速的增加而逐渐减小,最终趋于平稳,并随着铣削宽度、铣削深度及进给速度的增加而增加;表面粗糙度随主轴转速的增加呈先减小后增加;各铣削参数与加工功率均呈正相关关系;为获得较低加工弯矩和功率、较好表面质量,应取较高的主轴转速、较低的进给速度和铣削宽度,7050-T7451铝合金的最优铣削参数水平为A₃B₁C₂D₁,即n=6000r/min,a_e=3.0mm,a_p=1.6mm,v_f=1500mm/min。     

切削参数对钛合金叶片铣削力的影响分析

进行钛合金叶片加工时,切削力易导致加工变形,影响加工精度和表面质量。因此利用UG软件建立钛合金叶片和切削刀具的三维模型,采用仿真软件建立铣削仿真模型,研究分析了切削参数的变化对铣削力产生的影响。对仿真所得铣削力进行极差分析,判断切削参数对铣削力的影响情况,并通过实际铣削加工试验对比仿真数据验证其准确性和可行性,基于此仿真模型对切削参数对轴向力的影响程度进行了单因素分析。研究结果表明：铣削钛合金叶片时,切削参数对切削力的影响程度从大到小依次为切削速度、背吃刀量和每齿进给量;切削速度与轴向力成反比,每齿进给量和背吃刀量与轴向力成正比。     

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.     

低速铣削中表面粗糙度影响因素及切削参数优化研究

通过铝合金薄壁工件切削试验,对铣削加工中表面粗糙度的影响机理进行分析,建立了铝合金薄壁工件表面粗糙度预测模型,采用多元回归正交分析法获得了表面粗糙度的经验公式。结合正交试验的极差分析,获取不同的加工参数对表面粗糙度的影响显著性。并基于表面粗糙度,以材料去除率为优化目标,对切削参数进行优化。研究结果表明,切削参数对表面粗糙度的影响显著性为:每齿进给切削宽度切削速度;较优化的切削参数为:切削速度201 m/min,每齿进给0.19 mm/齿,径向切宽11 mm。为铝合金工件的铣削加工提供理论方法和试验依据。     

航空薄壁件三维铣削过程的有限元仿真

铣削加工中铣削力是导致加工变形的直接原因,而航空薄壁件加工中,加工变形是加工误差产生的主要因素。通过有限元法对航空薄壁件的铣削过程进行三维仿真模拟,揭示了切削深度、切削速度以及摩擦因素对切削力的影响。