钛合金高速铣削试验研究

选择了钛合金TC4进行高速铣削试验,重点研究了高速铣削TC4钛合金铣削力的影响因素及已加工表面粗糙度。研究结果表明,切削参数和刀具磨损对铣削力的影响显著,在高速铣削(v=200~350 m/min)范围,获得钛合金TC4已加工表面粗糙度较好。     

淬硬钢Cr12MoV高速铣削力的试验研究

针对淬硬钢Cr12MoV进行了高速铣削研究,重点研究了铣削条件、刀具磨损对铣削力的影响。结果表明:铣削方式、刀具螺旋角以及润滑方式对铣削力的影响是不同的;刀具磨损量的增加,引起铣削力的增加;随铣削速度的增加,铣削力呈明显上升趋势。淬硬钢高速铣削加工既可以保证加工表面的质量,又可以获得较高的生产效率。     

7050-T7451铝合金干切削表面完整性研究

旨在探究干式切削条件下切削参数对7050-T7451铝合金表面完整性的影响规律,基于单因素面铣削实验,得到了切削参数对切削力、工件表面形貌、加工硬化和残余应力的影响规律。结果表明:切削三要素对切削力和工件表面粗糙度有着明显的影响,在切削速度较低时,X向切削力略微增大,而切削速度由500 m/min变化到1000 m/min时,X向切削力逐渐较小,随后呈增大的变化趋势,切削力与切削深度、进给量呈正相关关系。较高的切削速度和较小的进给量可以改善表面粗糙度,切削深度对表面粗糙度影响较小;加工硬化随切削速度与进给量的增大呈先增大后减小的变化趋势,而加工硬化程度与切削深度呈负相关关系;残余应力随切削参数的改变呈“勺”形分布,切削速度与进给量对残余应力的影响较大,且表层残余压应力的最大值基本在0.05~0.2 mm,而亚表层残余拉应力最大值在0.25~0.4 mm。     

高速铣削质量与切削用量关系的研究

高速切削现象与普通切削不同,实验表明,在高速切削条件下,当切削速度在180～314 m/min,铣削深度不超过0.5 mm时,进给速度在较大范围内变动,对铣削质量影响不大,影响铣削质量的主因是切削速度和吃刀深度,加工试件的表面粗糙度值随切削速度的增大而变小,随吃刀深度增大而增大。     

基于AdvantEdge的钛合金Ti6Al4V的高速铣削有限元仿真

利用专用有限元分析软件AdvantEdge对航空钛合金Ti6Al4V的铣削加工过程进行了二维模拟仿真。采用单因素试验,获得了轴向铣削深度ap、铣削速度vc、每齿进给量fz、径向铣削深度ae对铣削力的影响规律,分析了不同铣削速度下的温度场分布及铣削速度对刀具前、后刀面切削温度的影响规律。研究结果表明,铣削钛合金Ti6Al4V时,建议在条件允许的情况下采用较高的铣削速度、较大的径向铣削深度、较小的轴向铣削深度和每齿进给量。在试验的铣削速度为60~120 m/min内并不存在Salomon所预言的"临界速度"。刀具的温度分布具有明显的梯度变化,最高温度位于前刀面主切削刃附近,距离刀尖0.01~0.02 mm的位置。     

铝合金7075-T6铣削加工有限元仿真分析

针对薄壁叶片等复杂曲面的制造,铣削过程中刀具的受力稳定性显得尤为重要。分析了立式铣刀加工过程中的影响因素,建立铣削力模型和铣刀动态模型,考虑刀具变形、工件及刀具材料性能,建立了有限元模型。利用Advant Edge FEM有限元分析软件对铝合金7075-T6材料进行铣削仿真模拟,获得切削力、工件变形、应力应变、铣削温度、刀具变形、切屑等规律。表明切削力有限元模型可行性,有效地预测薄壁件的铣削加工变形。为进一步研究线接触铣削加工的振动分析提供一定的理论基础。     

7075-T651铝合金摩擦磨损性能研究

为研究7075铝合金表面质量与摩擦磨损性能间的关系,在摩擦磨损试验机上进行了7075-T651铝合金与Si₃N₄球的对磨实验,探讨了不同表面粗糙度对该铝合金摩擦磨损行为的影响。实验结果表明：试样初始表面粗糙度和摩擦系数,二者之间无明显关系;在1 min的摩擦磨损实验中,试样表面粗糙度为0.074μm的铝合金磨损量最小为0.12 mg;在磨损过程中,磨损损伤表面存在微切削和挤压剥落的现象,并且出现鳞片状磨痕,主要磨损类型为磨粒磨损。     

7075铝合金干滑动磨损行为研究

采用销盘式磨损试验机对7075铝合金在不同温度和载荷条件下进行干滑动磨损试验,研究铝合金的磨损行为和磨损机制。结果表明,7075铝合金随载荷增加存在从轻微磨损到严重磨损的转变,转变临界载荷随温度升高而减小。低载时的磨损机理主要为磨粒磨损和氧化轻微磨损,高载时为热软化磨损和黏着磨损。低载荷(25 N)下,磨损量随温度升高而减小。7075铝合金的耐磨性取决于基体强度和机械混合层厚度。     

7075铝合金干滑动磨损行为的研究

采用销盘式磨损试验机对7075铝合金在不同温度和载荷条件下进行干滑动磨损试验,研究了铝合金的磨损行为和磨损机制。试验结果表明：7075铝合金随载荷增加存在从轻微磨损到严重磨损的转变,转变临界载荷随温度升高而减小。低载时的磨损机理主要为磨粒磨损和氧化轻微磨损,高载时为热软化磨损和粘着磨损。研究发现,低载荷(25N)下,磨损量随温度升高而减小。7075铝合金的耐磨性取决于基体强度和MML层厚度。     

铣削镍基高温合金刀具耐用度的试验研究

基于铣削镍基高温合金刀具耐用度的实验,结合铣削镍基高温合金的刀具磨损形态影响因素的分析,得出了铣削速度对刀具耐用度影响的数学模型,提出了合理的切削工艺参数,实例表明切削速度对刀具耐用度影响最大。     

高速铣削对薄壁铝合金零件切削力影响的实验分析与应用

以铝合金薄壁件为加工对象,采用单因素实验方法,研究高速铣削时切削参数对切削力的影响。通过实验分析切削速度、每齿进给量、径向切深和轴向切深对切削力的影响规律,力求为合理选择高速切削加工参数提供可靠依据。     

不同热处理下SiCp/Al复合材料摩擦磨损性能及机理研究

颗粒增强铝基复合材料因其轻质性和耐磨性,是发展轻量化制动部件的优良备选材料。本研究采用由压力浸渗法制备的SiCp/2024Al复合材料,与GCr15钢球进行了干滑动摩擦磨损实验,探究其在T4和T6热处理以及不同载荷和滑动速度下的磨损机理和摩擦学性能;为进一步探明SiC颗粒加入对磨损机理的影响,与2024铝合金进行了相同的对比实验。结果表明：高硬度SiC颗粒的加入明显提高了材料的耐磨性,T6热处理工艺相较于T4工艺可降低复合材料的摩擦系数和磨损率,SiCp/2024Al复合材料相较于2024铝合金具有更高且稳定的平均摩擦系数,而磨损率和磨损量降低;复合材料的磨损机制主要为剥层磨损,2024铝合金的磨损机制为磨粒磨损,SiC颗粒的加入引起了磨损机理的转变;磨损过程中亚表层颗粒在低速低载情况下较为完整,起保护减磨作用,而在高速高载情况下更易破碎形成微观缺陷,加快亚表层微裂纹的扩展。     

不同热处理下2024铝合金摩擦磨损行为和机理研究

采用单因素法,通过GCr15钢球与2024铝合金进行干滑动摩擦磨损实验,研究载荷和滑动速度变化对2024铝合金的摩擦磨损性能的影响,并通过磨损率、摩擦系数以及表面磨损形貌对T4和T6态2024铝合金的磨损机理进行对比分析。实验结果表明载荷和滑动速度对平均摩擦系数影响不明显,在低载荷低滑动速度下摩擦系数存在较大波动,随载荷和滑动速度提高,摩擦系数逐渐趋于平稳,T6态铝合金平均摩擦系数低于T4态;磨损量随载荷和滑动速度增加呈现非线性增加关系,磨损率随载荷和滑动速度增加而降低,磨损速度降低,T6态铝合金的磨损量和磨损率均低于T4态;在低载荷低滑动速度下主要发生黏着磨损,随载荷和滑动速度提高,磨粒磨损和疲劳剥层磨损成为主要磨损形式。整体而言T6态2024铝合金耐磨性能优于T4态。     

高性能套管锻铣工具在威阳89井应用

为实现177.8mm套管的快速切割和高效锻铣,通过刀片尖端锐化处理改善套管切割时的受力,提高套管切割速度;采用非均匀布齿+内凹圆柱形切削齿,防止形成细长铁丝,有利于铁削返排,提高套管锻铣进尺和锻铣速度。威阳89井应用结果表明:套管切割时间仅为10min与常规工具相比,套管切割效率提高400%以上;平均单趟套管锻铣进尺10m,最大进尺13.3m,平均锻铣速度0.6m/h,最大速度0.7m/h,表明该工具能够实现177.8mm套管的快速切割和高效锻铣。研究成果对于提高老井侧钻和弃井的作业效率提供了支撑。