正交试验在不锈钢切削参数优化中的应用

不锈钢材料由于强度高、导热系数低、韧性大以及加工硬化严重等原因使得切削加工非常困难.本文采用正交试验研究涂层刀具切削不锈钢材料的参数优化组合,分析了不同切削参数对加工表面质量的影响规律,得出了不锈钢加工的较佳车削参数,最后通过实验验证了其正确性.     

电子束扫描抛光技术工艺参数的正交试验及优化

以Cr12Mo V模具钢为电子束扫描抛光工艺研究对象,针对电子束加工参数中的束流、工作台移动速度、聚焦束流和扫描频率进行正交试验,通过对抛光表面粗糙度的测量以及表面形貌分析,以获得电子束扫描抛光工艺参数的主次关系和最优参数组合。对具体参数的对比分析,得出各参数对表面粗糙度的影响。     

基于正交试验的6061铝合金铣削工艺研究

建立铣削参数中主轴转速、进给速度、切削深度对6061铝合金铣削粗糙度影响的单因素试验方案,通过绘制铣削单因素对表面粗糙度的影响趋势曲线,分析各因素对粗糙度的影响规律及成因;再通过正交试验的极差、方差分析3个因素对6061铝合金表面粗糙度影响的强弱关系,最终确定粗糙度最优的因素组合。     

滑动齿套拨叉槽的立方氮化硼刀具切削工艺试验研究

为了确定硬态切削代替磨削加工滑动齿套拨叉槽时各参数对其表面质量的影响,采用立方氮化硼刀具对20CrMnTi棒料进行切削,利用正交试验法对加工表面粗糙度进行了直观分析和方差分析,得出切削速度、进给量、背吃刀量对拨叉槽表面粗糙度的影响规律,并给出拨叉槽加工时合理的切削用量;同时也对加工过程中刀具的磨损进行分析,为滑动齿套拨叉槽的立方氮化硼切削工艺参数的选取提供了依据。     

基于减小表面粗糙度的铝合金薄壁件切削参数优化

以某铝合金薄壁件为对象,研究通过优化切削用量三要素(切削深度、进给量、切削速度)提高表面粗糙度的方法。针对薄壁件的半精加工和精加工阶段,根据经验切削参数分别设计了16组和25组车削试验,并测量了与之对应的薄壁件表面粗糙度。根据试验结果,建立了表面粗糙度与切削用量三要素之间的关系,并求解出使表面粗糙度最小的切削参数。使用优化后的参数进行车削加工,缺陷率和废品率分别由16.03%和14.23%降至11.25%和7.5%,优化后的切削参数显著提高了薄壁件的合格率。     

钛合金螺旋铣孔切削工艺的正交优化与试验分析

目的稳健设计螺旋铣孔对难加工材料钛合金加工件的切削参数(切削深度、每齿进给量和主轴旋转速度)。方法用正交优化法制定一套试验方案并实施,使用粗糙度量仪、三坐标、显微镜等对钛合金孔表面粗糙度(Ra)、孔径精度和出口端毛刺高度进行测量和分析;在此基础上,利用试验数据分析影响因素水平极差和贡献率,优选出一组切削参数组合(主轴旋转速度2000 r/min、每齿进给量为0.07 mm和切削深度0.25 mm/r),以此为基准,对待加工钛合金工件表面粗糙度进行预测;为进一步验证预测值满足孔表面质量标准,然后对钛合金加工件试验分析。结果结果表明,孔表面粗糙度介于0.55~0.75μm,孔径精度介于H7~H9,很好地达到了航天或汽车工业对钻孔粗糙度的技术要求。结论由此可见,使用该方法,不仅可获得稳健设计切削参数,还可改善钛合金螺旋铣孔切削工艺。     

抛光工艺参数优化的正交试验研究

以45钢为抛光工艺研究对象,针对抛光中抛光头压力、转速、移动速度、轨迹间距和抛光介质等相关因素进行正交试验,通过对抛光表面粗糙度值的测量和工艺参数分析以及显微形貌观测,以获得适用于机器人模具型腔面抛光工艺参数的主次关系和最优组合。     

基于正交试验法的高速铣削工艺参数优化设计

文章使用硬质合金刀具对铝合金(2A70)叶轮进行高速铣削试验,研究分析了不同的切削参数的选择对叶轮叶片加工的表面粗糙度影响.首先采用多因素的正交试验分析了各因素对高速铣削过程中四个目标值的影响;然后利用极差分析方法分析试验结果,指出各个因素对表面粗糙度影响的主次顺序,并确定最优的切削生产条件.试验结果表明:对于铝合金叶片等曲面的加工选择合理的切削参数范围可以获得最小加工表面粗糙度,对于叶片类曲面的高速铣削参数优选具有一定的指导意义.     

基于正交试验的MS-WEDM第二次切割工艺参数优化

研究MS-WEDM多次切割中第二次切割参数对表面质量和切割速度的影响规律,寻求最优参数组合,有利于提高多次切割的加工质量。采用单因素试验研究第二次切割参数的脉宽、脉间、功放、丝速等参数对表面粗糙度和切割速度的影响规律,选取4水平4因素进行正交试验,用综合评分法将表面粗糙度和切割速度的多目标优化问题转化为加权综合评分的单目标问题。结果表明:更优的加工参数方案为脉冲宽度6μs、脉冲间隔5μs、功放1个、丝速6 m/s,并通过试验验证,其表面粗糙度为1. 54μm,切割速度为149. 43 mm~2/min,加权综合评分为0. 26。     

基于正交试验的钻井用水力振荡器结构性能参数设计

水力振荡器用于解决井下摩阻过大所造成的钻进缓慢、卡钻等问题。在螺杆马达已定情况下,振荡器的性能主要取决于动、定阀孔尺寸,及动阀孔偏心距的选取。结构参数选择不合适,如振荡力过小,不能解决由于摩阻过大造成的问题,影响钻井速度,延缓钻井完成时间;如振荡力过大,则会影响其他井下工具正常工作,严重时会造成安全事故。利用Fluent滑移网格及UDF模拟阀组流道在实际工况下的运动状态,计算产生振荡力的压降,并结合试验数据验证了其正确性。为得到不同结构性能参数下的压降数值,对动、定阀孔尺寸及动阀孔偏心距进行正交试验设计,筛选出压降均值为2~4.5 MPa区间的结构参数组合。该研究结果对水力振荡器的设计有重要指导意义。     

挤压切削加工工艺参数的多目标优化

高速重载制动盘表面需要具有高抗疲劳性能和接触强度,且摩擦接触时提供较大的摩擦力。为实现以上性能,提出采用挤压切削工艺对制动盘表面进行加工的方法,以获得高质量的接触表面。基于挤压切削原理,建立挤压切削力学模型。以制动盘常用材料Q345B作为试验材料,考虑切削速度、切削深度、刀具前角、刀具后角、刃口圆弧半径5个因素,以表面粗糙度、残余应力、显微硬度为评价指标进行正交试验。采用信噪比法和灰色关联度法进行多目标参数优化,获得了制动性能好、使用寿命长的制动盘表面。     

CVD金刚石厚膜刀具切削参数对切削力及粗糙度影响的研究

为了探究CVD金刚石厚膜刀具切削参数(包括刀具后角、刀尖圆弧半径、切削速度、进给量和切削深度)对切削力和被加工表面粗糙度影响的初步规律,采用单因素方法进行了一系列CVD金刚石厚膜刀具车削仿真和试验研究。结果表明:AdvantEdge有限元仿真软件模拟切削力过程有一定的准确性;在试验参数范围内,随着刀具后角的增大,切削力和表面粗糙度都是先减小后增大,当后角为11°时,切削力和表面粗糙度值最小;随着刀尖圆弧半径的增大,切削力逐渐增大,而表面粗糙度则逐渐减小;随着切削速度的增大,切削力和表面粗糙度都是先增大后减小,当切削速度为90m/min时,切削力和表面粗糙度值最大;随着进给量的增大,切削力和表面粗糙度都显著增大;随着切削深度的增大,切削力和表面粗糙度都逐渐增大,但切削深度对表面粗糙度的影响较小。     

基于正交试验工程车辆油气悬挂优化设计建模分析

油气悬挂因为结构简单且具有良好的非线性变刚度和变阻尼特性,其应用非常广泛。根据单气室油气悬挂的结构特点对其进行参数化,利用四分之一车辆振动系统进行试验设计分析,确定对车辆振动性能影响最大的结构参数和结构参数之间的组合;进行结构性能参数优化分析,分析车辆振动性能达到最优时,结构参数的分布情况和分布规律。利用正交试验法对油气悬挂设计参数进行优化,同时结合油气悬挂数学模型,提出利用活塞和阻尼孔与活塞杆直径之比、单向阀当量直径与阻尼孔直径之比等3个参数来简化设计过程。分析油气悬挂参数对车辆行驶平顺性和操作安全性的影响趋势和以影响程度为衡量标准的影响顺序,从而确定主要因素和相对次要因素,对油气悬挂进行参数优化。从分析结果可知:悬架的初始位置对油气悬挂性能影响最大,其次为活塞与活塞杆直径之比;设计变量对目标的影响大小依次为:x_0λ_1τ_2τ_1d;在悬挂设计过程中,λ_1与τ_1能取值使得目标函数值达到最小,d与τ_2则需要在其对目标函数的影响趋势下根据实际约束条件选取;优化后,系统性能有较大改善。     

基于正交试验的拉深旋压制杯工艺参数研究

对杯形毛坯的旋压成形工艺进行了研究,以期获得最佳的工艺参数。首先采用正交试验的方法,对旋压杯形毛坯的关键工艺参数进行分析;然后采用综合平衡分析法对工艺参数组合进行了优化,最后通过实际的旋压试验对所获得的优化工艺参数组合进行了验证。结果表明,采用综合平衡分析进行的工艺参数优化,可以制造出能够满足后续内齿轮旋压要求的杯形毛坯。     

基于正交试验的FDM 3D打印工艺方法研究

正交实验设计和分析方法是研究多因素多水平工艺优化实验的有效方法。针对目前3D打印领域缺乏行业标准、影响3D打印成型结果的工艺参数繁多、最佳工艺流程难以确定的问题,采用正交实验方法研究影响3D打印成型质量的工艺流程,分析出层高设置、打印速度、填充密度依次为影响FDM(熔融沉积)3D打印成型的主要因素,并得出层高0.18mm,打印速度40 mm/s,填充30%时表面质量较好。正交实验方法对优化3D打印工艺流程、提高打印效果具有借鉴意义。