切向车铣18CrNiMo7-6钢V形缺口表面三维形貌研究

疲劳试样的缺口加工一直是一个亟需解决的难题。提出一种全新的切向车铣加工缺口工艺,通过理论与试验结合的方法探究了切向车铣对V形缺口表面形貌的影响规律。结果表明：在不同的工艺参数下,切向车铣V形缺口底部会呈现出不同的加工纹理方向,提出的理论公式计算出的纹理方向与工件轴线的夹角与实际结果误差很小;缺口底部三维表面粗糙度Ra随着铣刀转速nc的升高而减小,随着工件转速nw的升高而变大,随着每齿进给量fz的增加先减小后增大;得到表面粗糙度最优参数组合为nc=6 000 r/min,nw=100 r/min,fz=0.037 5 μm,在此切削参数组合下得到的V形缺口表面粗糙度Ra可达到0.075 μm。     

基于ANSYS的高速五轴数控加工中心球头铣刀切削温度仿真研究

以VMC656高速五轴数控加工中心为研究对象,研究了采用球头铣刀进行切削时,切削热所产生的温度对工件加工精度的影响。基于传热学和金属切削理论,建立了数控加工中心高速切削铝材时球头铣刀温度场数学模型,利用有限元软件ANSYS,仿真分析了球头铣刀在典型工况不同切削参数条件下温度场分布及变化规律,以及切削速度、切削厚度、进给量等参数对切削温度的影响。研究结果表明,在金属切削过程中,切削温度对刀具寿命和工件加工精度都有很大影响,因此必须采取措施,降低切削温度,有助于提高刀具寿命和加工质量。     

复杂型面数控加工中的切削力预测

球头铣刀加工水平面的切削力的预测模型已经非常成熟,而对于球头铣刀加工复杂型面切削力预测的研究却很少。文章提出一种模型来预测复杂型面加工过程中的切削力。此模型通过坐标转换．使零件坐标系统与刀具坐标系统一致,并根据具体的材料,刀具,切削条件,加工方向以及表面斜率的一套参数来预测切削力。这个模型将为复杂型面加工条件的选择提供参考,并提高加工效率。     

面齿轮高速铣削表面粗糙度建模与实验分析

根据对面齿轮高速铣削齿面表面粗糙度的形成机理,分析了面齿轮高速铣削加工中的面齿轮齿面方程,建立了面齿轮高速铣削加工中的铣刀运动轨迹方程。根据高速铣削加工过程中球头铣刀刀刃实际扫成面的交点方程的坐标系,求出高速铣削残留高度。根据球头铣刀受力偏心和弯曲变形,求出面齿轮高速铣削瞬态铣削高度,进而编写M文件计算不同参数变化时对表面粗糙度的影响,通过计算值与实测值的对比,其最大误差在12.8%,结果表明,粗糙度数学模型计算值和实测值基本一致。     

高速铣削铸铝半圆弧工件表面粗糙度的实验研究

通过正交实验研究了采用球头铣刀高速铣削铸铝半圆弧内表面时表面粗糙度的影响因素及变化规律,分析了影响半圆弧加工表面质量的各种因素的主次关系.实验结果表明:高速铣削半圆弧内表面时,不同弧段的已加工表面粗糙度不同,切削行距和切削速度对已加工表面粗糙度影响最大,而被加工工件的圆弧半径对已加工表面粗糙度没有太大影响.     

硬质合金刀具磨损对Ti60铣削表面完整性的影响

刀具磨损是影响材料加工表面质量的重要因素。利用后刀面磨损量V_B分别为0、80、213、286、392μm的K44硬质合金球头铣刀对Ti60钛合金进行铣削实验,测试在不同刀具磨损状态下加工表面的粗糙度、表面形貌和纹理、残余应力、显微硬度和微观组织,分析了Ti60铣削表面完整性与刀具后刀面磨损量V_B之间的关系。结果表明：随着后刀面磨损量V_B的增加,表面粗糙度由0.683μm变化为1.554μm,表面形貌和表面纹理也随着刀具磨损量变化呈现出不同的特征,表面残余应力与显微硬度增加,残余应力层深度和硬化层深度分别达到35μm和40μm,表层微观组织中丛域状α沿着铣削加工进给方向发生了一定程度的扭曲变形,塑性变形层厚度由3μm增加至8μm。     

预测数控加工表面粗糙度的解析模型研究

解析模型是基于刀具切削刃包络面形成的原理来研究零件表面形貌的形成.在解析模型的基础上研究球头刀铣削过程的零件表面生成机理、分析影响加工表面粗糙度大小的因素以及表面粗糙度的趋势,进而预测表面粗糙度,有助于数控加工条件的最优化.本文利用计算机图形学算法进行建模,该模型能够仿真已加工表面轮廓的形成和表面形貌的可视化、预测表面粗糙度和评估加工过程参数的合理性.     

五轴球头铣削加工表面三维形貌分析

基于五轴球头铣削加工过程中刀具偏离对工件表面形貌产生的影响,提出一种五轴球头铣削加工表面形貌预测和粗糙度分析模型。该模型结合铣削工艺参数如切削槽数量、进给速度、切削深度以及偏心率和刀具径向跳动产生的影响对表面形貌和粗糙度参数质量(平均粗糙度和均方根粗糙度)进行预测,同时模拟加工中刀具引导角和倾斜角对加工表面质量的影响。最后通过在不同切削条件下进行五轴球头铣削试验,验证了所提出的表面形貌预测模型的有效性。     

整体叶轮五轴侧铣加工的铣削力预测模型研究

为了对整体叶轮等复杂曲面的半精或精加工过程进行仿真和铣削力预测,提出了采用锥度球头铣刀五轴侧铣加工叶片型面的刀轴运动和铣削力计算模型。将锥度球头铣刀沿刀轴方向分解成一定数量的微元,为每个微元创建独立的进给坐标系,并将各微元的总进给速度朝垂直刀轴和平行刀轴等两个方向进行分解,进而得到水平和垂直方向的进给量,由此精确建立微元的总切屑厚度模型。通过斜角切削的正交实验计算相应的摩擦角、剪切应力和剪切角等参数,得到各微元被作用的铣削力,即可预测刀具和工件接触的总铣削力。仿真计算和实验结果对比表明:所建立的铣削力预测模型仿真计算结果与实测一致性好,基本符合实际加工规律。     

球头铣刀曲面加工的铣削接触区域建模

机械加工中,铣削力源于刀具与工件在铣削接触区内的相互作用,因此确定铣削接触区域是研究铣削力的基础。针对球头铣刀曲面加工,提出了一种铣削接触区域建模方法。通过定义瞬时加工坐标系和瞬时刀具坐标系,参数化描述曲面加工中球头铣刀与工件之间的相对位姿关系和铣削接触状态。分析了铣削接触区域边界的形成原理,应用解析和数值的方法对边界曲线进行快速求解,建立了铣削接触区域边界曲线模型,并通过加工试验和仿真实例对模型进行验证。结果表明,铣削接触区域边界曲线模型能够高效准确地描述球头铣刀曲面加工中的铣削接触区域。     

Roughness and texture generation on end milled surfaces

Plane surface generation mechanism in flat end milling is studied in this research. The bottom of a flat end mill has an end cutting edge angle that plays an important role in surface texture. Surface texture is produced by superposition of conical surfaces generated by the end cutting edge rotation. The machined surface is cut once again by the trailing cutting edge. This back cutting phenomenon is frequently observed on surfaces after finishing. Tool run-out and tool setting error including tool tilting and eccentricity between tool center and spindle rotation center are considered together with tool deflection caused by cutting forces. Tool deflection affects magnitude of back cutting and the surface form accuracy. As a result, the finished surface possesses peaks and valleys with form waviness. Surface topography parameters such as RMS deviation, skewness and kurtosis are used for evaluating the generated surface texture characteristics. Through a set of cutting tests, it is confirmed that the presented model predicts the surface texture and roughness parameters precisely including back cutting effect.     

Determination of surface and in-depth residual stress distributions induced by hard milling of H13 steel

In the present study, an experimental investigation was conducted to determine the effects of surface texture, cutting parameters and phase transformation on the surface and in-depth residual stress distributions induced by hard milling of AISI H13 steel (50?±?1HRc) with the coated carbide tools. The results show that the surface residual stress distribution between two adjacent machined lays has the same periodic variational regularity as the surface profiles, which means that the surface residual stress distribution has a high correlation with the machined surface texture. Surface residual stresses in the pick direction are much more compressive than that in the feed direction; at the same time, radial depth of cut and feed are the main cutting parameters affecting surface residual stresses. Very thin white layer forms or even no obvious microstructural alteration appears in the subsurface. Phase transformations of the subsurface material deeply affect the in-depth residual stress distribution, a ??hook?? shaped residual stress profile beneath the machined surface is generated in which the maximum compressive stresses occur at the depth of 3?C18???m below the surface.     

液相辅助激光加工织构微观形貌变化及其影响机制

刀具的快速磨损是制约金属切削效率和加工质量的关键因素,为了增强刀具的耐磨性,延长刀具使用寿命,提高工件的加工质量,通过试验探究液相辅助激光加工织构形貌的特征,分析激光加工参数、液体种类和织构形状对所加工织构质量的区别。结果表明：扫描速度对织构形貌影响较大,硝酸和氢氟酸混合溶液辅助下加工的织构形貌较好,液相辅助激光加工技术更适用于无特定形状的大面积织构加工。     

轴向车铣表面形貌的计算机仿真

对轴向车铣加工进行数学建模,建立其表面形貌的计算机仿真系统,并利用该系统探讨了刀具工件转速比、刀具尺寸、刀刃数、进给速度和切深等参数对被加工件表面形貌的影响,得到以下结论:刀具与工件转速比越大,刀具尺寸越大,表面形貌越平坦,表面粗糙度越小;用六刃以上的铣刀进行车铣加工,能得到较小的表面粗糙度和较好表面微观形貌;随着进给速度的增大,表面粗糙度总体上趋于上升,但中间有起伏;切削深度对表面粗糙度和表面微观形貌的影响很小.     

铍铜合金铣削过程刀具黏附现象对切削颤振影响分析

为了满足高精密铍铜件表面的加工要求,研究刀具表面黏附过程对切削系统和已加工表面的影响,有利于提高加工质量和加工效率。通过建立二自由度切削颤振系统,结合工件材料特性、黏结过程和断续切削过程,采用单因素高速铣削实验方法,解析刀具损伤、切削颤振和已加工表面的内在联系,并通过电镜扫描和白光干涉对刀具表面和已加工表面进行对比分析。切削速度和黏附程度的差异性,极大地影响了切削过程的稳定性,导致已加工表面缺陷的产生。不同黏附环境往往导致了不同的切削状态,尤其是高黏附率环境下的刀具表面黏附有利于维持切削刃形态和减缓加工颤振现象。     

基于3D打印与三维图像处理的服装信息提取方法研究

在形状基不定情况下,对三维服装信息提取过程存在特征关联较弱,分割区域扩大等问题.为此,提出一种基于3D打印与三维图像处理的服装信息提取方法.首先对采集的服装三维图像进行纹理特征分割,图像序列自适应块匹配方法进行信息增强处理,然后采用桌面型3D打印技术进行服装设计中的图像三维重构,进行服装三维图像表面渲染,实现服装信息提取.最后通过仿真实验进行性能测试,结果表明:采用该方法进行服装信息提取,能准确反映服装的纹理信息和三维渲染信息,服装设计的色彩均衡性较好,有效指导服装设计优化.     

表面织构化刀具的研究现状与进展

高速切削加工作为难加工材料的主要加工方式,在其切削过程中,刀具的快速磨损、加工表面质量差等问题显著。近些年来,表面织构由于在控制摩擦、减小磨损和改善润滑性能等方面的作用引起了国内外学术界和产业界的广泛兴趣,为刀具减摩降磨技术的研究提供了新方向。表面织构效应是通过在摩擦副表面加工出具有不同形状几何参数和分布特征的微凹坑、微沟槽等阵列结构时,表面的摩擦磨损和润滑特性随之改变的热动力学效应。针对表面织构技术在刀具方面的应用研究,描述了刀具表面织构的主要制备方法,对比分析了各种制备方法的优缺点,然后分别阐述了微沟槽织构、微凹坑织构、纳米织构/微纳复合结构阵列以及织构化自润滑刀具在减缓刀具磨损、提高加工质量等方面的研究现状与进展,同时分析了表面织构改善刀具系统摩擦学性能的原因和机理,最后指出刀具表面织构技术目前研究存在的问题及其对刀具减摩降磨的重要意义。     

激光功率与扫描速度对微织构形貌影响试验研究

激光加工技术以其清洁高效、自动化程度高、加工过程方便易控制等突出的优势,目前已成为加工微织构的首选方式.在加工过程中,激光参数是影响微织构尺寸参数和形貌的重要因素.采用激光技术在硬质合金刀具表面加工微织构,分析并揭示了激光功率和扫描速度对微织构的尺寸和形貌的影响机制,进而确定了加工微织构的最优激光参数.     

镍基高温合金表面完整性研究现状分析

表面完整性是评价零件表面加工质量的重要标准之一。在切削镍基高温合金GH4169的过程中,加工硬化、变质层的形成等是重要的加工难题,因此研究GH4169零件的表面完整性对其高速切削加工过程有重要的意义。从表面粗糙度、表面加工硬化、白层以及表面残余应力等方面对切削镍基高温合金的表面完整性研究进展进行总结,从切削用量、工艺参数和刀具的选用等方面为提升加工零件表面质量提供了重要依据。     

基于响应曲面法的表面粗糙度预测模型研究

分析以往建立表面粗糙度预测模型方法的不足,采用响应曲面法（RSM）建立了钢及其合金铣削加工表面粗糙度预测模型。经检验,该模型预测精度高,泛化能力强,且可简便预测铣削参数对已加工表面的表面粗糙度的影响,有助于准确认识已加工表面质量随铣削参数的变化规律,为切削参数的优选和表面质量的控制提供了依据。