高速切削淬硬模具钢表面粗糙度的研究

通过正交设计方案,对淬硬到60HRC的冷作模具钢Cr12MoV进行高速车削表面粗糙度试验,分析了切削用量和刀具变量对表面粗糙度的影响规律,并建立了表面粗糙度的经验公式。表面粗糙度随着切削速度的增大而减小,随着进给量和背吃刀量的增大而增大,随着刀尖圆弧半径的增大,表面粗糙度先减小后增大。在相同条件下,陶瓷刀具加工后的工件表面粗糙度好于PCBN刀具;由表面粗糙度的经验公式可知,对表面粗糙度影响最大的因素是切削速度,其次是进给量和背吃刀量,而刀尖圆弧半径对其影响较小。     

硬态干式车削淬硬钢SKD11表面粗糙度试验研究

应用单因素法研究了PCBN 刀具硬态干式切削淬硬钢SKD11过程中,进给量、切削速度、背吃刀量、刀尖圆弧半径和倒棱宽度等参数对表面粗糙度的影响规律.     

PCBN刀具硬态切削淬硬轴承钢GCr15表面粗糙度试验与预测

对典型淬硬轴承钢GCr15进行了不同切削用量和不同PCBN刀具几何参数条件下的表面粗糙度切削试验。试验分析表明,进给量和刀尖圆弧半径是影响表面粗糙度的主要因素,背吃刀量对表面粗糙度影响较小,但背吃刀量和切削速度的交互作用对粗糙度有显著影响。运用反应曲面法（RSM）建立了硬态切削表面粗糙度预测模型,通过试验验证了预测模型的准确性。     

42CrMo钢精车加工表面残余应力有限元仿真研究

基于ABAQUS软件建立了42CrMo锻钢活塞外圆精车加工的二维切削仿真模型,采用单因素法研究了切削参数对残余应力的影响规律.结果 表明:42CrMo钢精车加工过程中,热应力引起的残余拉应力起主导作用,已加工表面产生残余拉应力并沿深度方向迅速转变为压应力.残余应力层深度随进给量和背吃刀量的增大而增大,切削速度对残余应力层深度影响不显著.表面残余拉应力随切削速度和进给量的增大而增大,背吃刀量对表面残余应力影响不显著.最大残余拉应力出现在工件已加工表面以下,表面残余应力、最大残余拉应力和最大残余压应力随切削参数的变化趋势与切削温度随切削参数的变化趋势基本一致.     

GH4169高温合金试件成形磨削表面残余应力研究

针对GH4169材料试件成形磨削表面残余应力σr与磨削参数进行实验,使用正交实验方法研究砂轮线速度VS、工件线速度V_w、进给量f、磨削背吃刀量a_p等磨削参数对表面残余应力的影响大小的顺序和影响程度。结果表明:磨削参数对表面残余应力的影响顺序为:工件线速度进给量砂轮线速度背吃刀量。并且工件线速度对残余应力有一定的影响作用,进给量、砂轮线速度、背吃刀量对表面残余应力无显现影响作用。推荐的优化的磨削参数组合方案为:VS=42 m/s、V_w=8.7 m/min、背吃刀量a_p/磨量=0.28 mm、进给量f=0.003 mm/r~(-1)。     

车削参数对超高强度钢车削性能的影响

通过正交仿真试验分析300M钢在车削过程中切削速度V、背吃刀量a_p、进给量f以及刀尖圆弧半径r_ε对车削300M钢切削力的影响。采用方差分析法和极差分析法确定车削参数的最优组合,并检验4个因素对切削三向力的显著性。结果表明,4个因素中,背吃刀量a_p对切削力的影响最为显著,其次是进给量和刀尖圆弧半径,切削速度对切削力的影响程度最小。使用MATLAB软件对切削三向力与各个因素之间的关系进行多元线性回归分析,并建立切削三向力经验公式。通过对比分析经验公式与仿真分析得到的三向力,确定经验公式准确可靠。     

LY12硬铝合金高速切削加工残余应力的研究

对LY12硬铝合金在高速切削加工过程中出现的高度非线性问题,采用有限元软件ABAQUS对切削过程进行仿真,得到了高速切削加工过程中的残余应力分布。讨论了高速切削加工过程中影响残余应力分布的几个关键因素:切削速度、背吃刀量、刀尖圆角半径,从而为以后获得基于残余应力的刀具参数优化方案提供了依据。     

LY12硬铝合金高速切削加工残余应力的研究

对LY12硬铝合金在高速切削加工过程中出现的高度非线性问题,采用有限元软件心US对切削过程进行仿真,得到了高速切削加工过程中的残余应力分布。讨论了高速切削加工过程中影响残余应力分布的几个关键因素：切削速度、背吃刀量、刀尖圆角半径,从而为以后获得基于残余应力的刀具参数优化方案提供了依据。     

精密硬态车削多元非线性回归模型与综合优化

采用均匀设计试验方法,分别建立了表面粗糙度、刀具切削行程、刀具径向振动的多元回归模型;以加工表面粗糙度最小、刀具寿命最大、刀具径向振动最小和切削效率最高为目标,对精密硬态车削过程进行了优化研究。结果表明:切削速度280 m/min,进给量0.03 mm/r,背吃刀量0.15 mm,刀尖圆弧半径0.8 mm为最佳参数组合,取得了良好的切削加工综合效果。研究成果可对精密硬态切削加工的参数选择提供借鉴和指导。     

淬硬钢高速硬车削表面粗糙度的试验研究

采用PCBN刀具进行高速硬车削AISI P20淬硬钢的切削试验,并通过正交试验分析给出试验范围内的最优加工参数组合。基于所建立的表面粗糙度经验模型,采用数值仿真的方法分析切削速度、进给量、切削深度和刀尖圆弧半径对表面粗糙度的影响规律。结果表明,增大切削速度和刀尖圆弧半径可有效降低表面粗糙度,而当进给量增大时,表面粗糙度显著增加;同时,进给量对表面粗糙度的影响最大,刀尖圆弧半径次之,切削速度也有较大影响,而切削深度的影响则非常微弱。     

PDC刀具切削参数对切削力和表面粗糙度的影响

研究了PDC刀具的切削参数对切削力和表面粗糙度的影响。结果表明进给量和背吃刀量是影响切削力的主要因素,切削速度对切削力的影响较小。小进给量、高切削速度有助于提高工件表面光洁度。     

硬车削淬硬轴承钢GCr15表面粗糙度的试验研究

采用陶瓷刀具进行淬硬轴承钢GCr15的硬车削加工试验,并通过正交试验分析和方差分析给出试验范围内的最优加工参数组合。基于所建立的表面粗糙度经验模型,分析切削速度、进给量和刀尖圆弧半径对表面粗糙度的影响规律。试验与仿真分析表明,增大刀尖圆弧半径可有效降低已加工表面的表面粗糙度,而提高切削速度可使表面粗糙度略有下降;当进给量增大时,表面粗糙度几乎线性增加。同时,进给量对表面粗糙度的影响最大,刀尖圆弧半径次之,而切削速度的影响微弱。     

高速硬切削参数对切削力影响的数值模拟

建立了淬硬钢高速切削的有限元模型,通过Johnson-Cook（JC）工件材料模型及JC失效准则来模拟切屑的形成过程;并研究了背吃刀量、刀具前角和刀尖圆弧半径等参数对切削力的影响规律.     

7075-T651铝合金车削表面残余应力模拟及参数优化

采用有限元软件对7075-T651铝合金干切削过程进行模拟,获得在不同影响因素下的工件表面残余应力值。然后对仿真结果进行方差分析,得到切削速度、进给量和背吃刀量对工件表面残余应力的影响情况,并通过线性回归方法建立切削表面残余应力的数学模型。建立以较小残余压应力和最大材料去除率为目标函数的双目标优化模型,应用matlab多目标遗传算法工具箱对模型进行寻优求解,获得优化后的铝合金车削的切削参数,为其在实际切削加工中选择合理的切削参数提供了参考依据。     

基于均匀设计法的精密车削参数优化

为了探索难加工材料-奥氏体不锈钢精密车削的参数优化问题,引入伪变量A表达车削冷却降温条件,用均匀设计法设计含定性因素混合水平的精密车削试验方案。在干式、环保型湿式和低温冷风微油雾三种不同车削冷却降温条件下,实现低成本高效率的精密车削试验。在这三种条件下,以切削速度、进给量、背吃刀量和刀尖半径为优化变量,以表面粗糙度、表面残余应力、切削力、切削温度、刀具寿命和切削效率为优化目标函数,建立了奥氏体不锈钢精密车削参数优化模型,还对车削参数进行了优化和验证,效果明显。以刀具磨钝前能车削出的总金属表面积作为刀具寿命,在工件连续表面不出现接刀现象的前提下进行精密车削参数优化。研究成果对指导大型工件精密车削的参数选择具有实际意义。     

单齿飞刀铣削航天薄壁件加工工艺优化研究

针对航天薄壁件加工过程中的变形问题,基于正交试验方法优化航天薄壁件飞刀铣削参数组合,采用极差分析法并绘制试验指标与各试验因素间的关系曲线图得出了各因素对加工质量的影响程度,并以此为基础优化参数,进行航天薄壁件铣削加工工艺优化研究。试验表明:主轴转速n和刀具圆弧半径r对工件表面质量影响较大,且各因素对表面粗糙度的影响程度大小顺序为:主轴转速、刀具圆弧半径、刀具后角、进给量、背吃刀量。采用优化后的工艺参数加工试验,当r=1.1mm、a0=8mm、f=8μm/r、ap=1μm和n=950r/min时,得到了表面粗糙度Ra为72nm的质量表面。     

7050铝合金切削参数对表面残余应力影响的仿真分析

运用有限元软件AdvantEdge对7050铝合金材料进行了切削加工仿真模拟,采用单一变量法得到了工件表面残余应力与切削温度随切削参数改变而发生变化的规律。结果表明:工件表层为残余压应力,亚表层为残余拉应力,切削参数对最大残余应力所在深度影响较小,进给量对工件表面的残余应力影响最大,切削速度次之,背吃刀量最小,切削温度随着切削参数的改变也呈现出一定的规律。     

轴承钢硬态切削表面残余应力的研究

为了揭示轴承钢硬态切削中切削用量对工件已加工表面残余应力的影响规律,运用金属切削软件AdvantEdge在不同切削用量条件下进行了热力耦合切削仿真。结果表明:硬态切削后工件已加工表面出现残余压应力,随着深度的增加残余压应力值减小并逐渐转变为拉应力;切削速度和进给量对残余压应力影响较大,残余压应力最大值随着切削速度的增加呈先减小后增加的趋势,但作用深度变化较小,进给量增加时残余压应力最大值和作用深度均增加;背吃刀量增加时残余压应力最大值和作用深度变化幅度很小。研究结果可为残余应力控制和工艺参数优化提供理论指导。     

基于DEFORM-3D的镍基合金钢的车削加工仿真

运用IN718镍基高温合金流动应力模型进行数值模拟,考查了IN718镍基高温合金车削过程中工艺参数对切削性能和刀具的影响。结果表明:在各因素中,对切削温度而言,切削速度影响最大,进给量次之,背吃刀量影响最小;对切削力而言,切削速度影响最小,背吃刀量影响最大。换热系数对工件和刀具的最高温度和平均切削力影响不大,但工件和刀具的平均温度随着换热系数的增大而减小。研究结论有助于优化IN718镍基高温合金车削过程中工艺参数的选择与优化。     

基于DEFORM的整体CBN刀具切削钛合金的有限元分析

利用DEFORM-3D有限元软件对整体CBN刀具车削钛合金进行了三维仿真,采用单因素试验法模拟分析CBN刀具车削钛合金时切削速度、背吃刀量和进给量对切削力和切削温度的影响。仿真结果表明:对切削力影响最大的是背吃刀量,其次是进给量,切削速度的影响最弱。切削温度方面,切削速度对其影响最大,背吃刀量最小。