高速铣削表面粗糙度的研究

通过在HSM－700型高速铣床上的正交铣削试验，联系平时实际的生产加工情况，分析高速铣削的切削加工参数对零件表面粗糙度的影响。通过分析不同铣削参数下的零件表面粗糙度和切屑变形，为高速加工切削参数的选择和表面质量的控制提供依据。     

基于切削参数的高速铣削系统稳定性研究

切削中的振动对加工质量有很大的影响,通过高速铣削试验及仿真分析,对基于工艺参数和刀具参数的高速铣削系统稳定性进行研究,得到了主轴转速、进给量、切削深度、刀具几何参数等对切削颤振系统稳定性的影响规律。试验所得结果为高速铣削加工切削用量的合理选择,特别是加工参数的优化提供了参考。     

钛合金高速铣削的切削力实验研究与建模

针对难加工材料Ti6Al4V(TC4)进行高速铣削的铣削力研究,通过多因素正交试验,分析切削参数对切削力的影响,得出对难加工材料宜采用高速小切削的方法加工。将铣削加工中的切削力分解为纵向铣削力、横向铣削力和轴向铣削力,根据铣削力和切削加工参数之间的关系,采用最小二乘法等概率统计方法和回归分析原理,建立了三向铣削力模型。对所建立的铣削力模型进行回归参数显著性检验,分析所构建模型的置信度和残差,结果表明所建立的铣削力模型能很好地符合原始实验数据,可靠性好,能用于铣削力的预测和控制,为高速铣削钛合金的参数优化提供可靠依据。     

数控铣削参数数据库的设计与实现

在探讨数据结构规范化的基础上建立了数控铣削参数数据库,该数据库按切削深度规范化存贮切削数据,可以指导用户选择铣削用量,并计算铣削力、扭矩、功率等参数,实现了铣削速度的泰勒公式插值.     

高速干铣削高强钢铣削力及表面粗糙度研究

选用PVD—TiAlN-TiN硬质合金涂层刀具,进行高速干铣削AISI4340高强钢正交试验,研究铣削力及加工表面粗糙度随切削参数的变化,并建立铣削力及加工表面粗糙度与切削参数之间的经验模型。分析结果表明:每齿进给量和铣削速度对主切削力Fz影响较大,径向切削深度对加工表面粗糙度Ra影响较小。建立的铣削力及加工表面粗糙度经验模型,经过检验,相对误差较小。涂层刀具高速铣削AISI4340钢时,采用较小的轴向切削深度和每齿进给量以及较大的铣削速度和径向切削深度有利于得到较小的铣削力和加工表面粗糙度。     

切削加工对45钢表面组织特性的影响

通过改变45钢铣削加工参数和冷却条件,研究其表面完整性的变化规律.结果表明:改变冷却条件和铣削参数,其切削表面化学成分基本不发生变化;铣削加工时不使用切削液的表面显微硬度比使用切削液的较高;垂直于铣削加工面各点的显微硬度,随着距切削表面距离的增大而逐渐降低,且趋于平缓;铣削加工时的冷却条件和切削参数变化,使铣削加工表面均产生残余拉应力;铣削加工速度低、深度大,铣削表面的撕裂现象严重;铣削加工时,是否使用冷却液对造成的撕裂现象没有明显差别.     

旋转超声振动铣削Cr12MoV轴向切削力与表面粗糙度研究

为研究切削参数对切削效果的影响,将旋转超声振动铣削引入Cr12MoV模具钢铣削过程中;通过正交试验设计开展切削试验,从轴向平均切削力和表面粗糙度两方面研究了旋转超声振动铣削参数选择对Cr12MoV模具钢加工的影响.结果表明:在旋转超声振动辅助铣削Cr12MoV模具钢的过程中,主轴转速和切削深度对轴向平均切削力和表面粗糙...     

数控恒力铣削刀路设计

在切削加工物理分析的基础上探讨铣削力和切削加工参数之间的关系,建立铣削非圆曲线的力学模型,采用单因素试验法设计铣削试验,通过最小二乘法确定铣削力模型系数。以非圆曲线为例,完成了数控恒力切削测力实验,试验结果表明:该方法能够使切削力在非圆曲线的加工中基本保持不变,改善了曲线的加工质量,缩短了加工时间,在提高加工效率和精度方面具有优势。     

铣削铝合金表面粗糙度试验研究

由于表面粗糙度对零件的使用性能,如零件的相互配合的稳定性、耐磨性、耐腐蚀性和使用寿命等都有着很大影响,所以它是表面加工质量的一个非常重要评价指标。表面粗糙度的形成机制可以归结为刀具结构以及形状参数等变量、切削参数变量、加工零件的形状或者要求的特殊性和切削过程中惯性等变量因数,然而这些因素的影响又不是单独作用在表面粗糙度上的,彼此存在一定的交互影响,因此,研究在铣削铝合金的过程中刀具几何参数及切削参数变化对表面粗糙度的影响,为铝合金的铣削加工提供理论参考。     

碳纤维/树脂基复合材料铣削表面粗糙度及表面形貌研究

目的研究了CFRP材料铣削加工过程中,部分主要工艺对CFRP材料加工表面质量的影响规律,为工艺参数优化,提高此类零件的表面质量提供依据。方法设计了CFRP材料铣削中的切削参数、刀具结构、加工方法与加工表面粗糙度及表面形貌之间的单因素试验。通过单调改变一个切削参数而其余切削参数不变,得到了工件表面粗糙度和表面形貌随切削参数、刀具结构、加工方法的变化规律。结果当铣削速度增大时,工件的表面粗糙度变化不大,表面微坑缺陷的数量却有所增加,但变小、变浅。当进给速度增大时,工件表面粗糙度呈上升趋势,表面缺陷也随之增加。无涂层多齿刀具铣削后的工件表面粗糙度最大,其次是金刚石涂层多齿刀具铣削的工件,最小的是金刚石涂层交错齿刀具铣削的工件。多齿刀具加工后的表面有较多的微坑缺陷,但普遍深度较浅且面积较小。交错齿刀具对分层缺陷的抑制作用最明显,但在左旋和右旋刀齿交错处容易出现较严重的加工缺陷。与普通机械加工方法相比,超声振动加工方法得到的工件表面质量较好,可以有效减少表面微坑缺陷,改善CFRP铣削加工表面质量。结论 CFRP材料铣削加工时,为了获得较好的加工表面质量,切削参数应选用较高的切削速度和较低的进给速度,切削刀具宜选用多齿带涂层刀具。和普通机械加工方法相比,超声振动铣削加工方法更为有利于获得好的表面质量。     

镍基合金Inconel 718薄壁件铣削加工数控程序和切削参数优化

薄壁件加工过程因切削力波动较大可导致切削过程不平稳,需对加工工艺进行优化。建立了镍基合金Inconel718薄壁件铣削加工数控编程优化模型,模型由数控编程、材料数据库和数控加工仿真3个模块组成。在UG中建立工件实体模型,并生成相应NC加工代码;基于Power Law本构方程,考虑材料热力学动态性能和材料分离准则对切削力和切削温度的影响,采用有限元仿真软件AdvantEdge FEM获得镍基合金车削加工的切削力和切削温度等参数;将工件毛坯模型、NC加工代码、材料数据导入Production Module中,对加工过程进行优化。结果表明:利用优化后的数控程序进行加工,可减小切削力波动,有助于改善薄壁件加工过程中的稳定性。     

SKD11铣削刀具寿命试验研究及工艺参数优化

为提高SKD11模具钢铣削刀具的寿命,对SKD11模具钢进行了刀具寿命铣削试验,基于极差方法分析了各工艺参数对刀具寿命的影响规律。基于刀具寿命铣削试验,利用多元线性回归方法,推导并求解出了SKD11模具钢铣削刀具磨损的数学模型。利用最优化设计方法和MATLAB优化工具箱,以加工效率和刀具磨损为目标函数,针对实际的铣削问题优选了工艺参数。优化的工艺参数能兼顾刀具寿命和加工效率,为加工企业降低综合生产成本提供了重要的理论依据和案例参考。     

Modeling of three-dimensional numerically controlled end milling operations

A computer-aided cutting simulation system was developed to model three-dimensional numerically controlled (NC) end milling operations. In the developed system, varying axial and radial depths of cut in an NC tool path were identified by a solid modeling system using constructive solid geometry and boundary representation techniques. Once the axial and radial depths of cut were calculated, the dynamic cutting force was calculated from an end milling process model. As a result, the cutting performance in three-dimensional NC end milling operations can be verified and optimized through this approach.     

基于混合遗传算法的数控铣削参数多目标优化

针对数控程序编写以及数控仿真时切削参数的优化问题,根据最优化思想,构建数控铣削加工的数学模型,应用遗传算法与模拟退火算法相结合的混合遗传算法及MATLAB工具对切削参数进行优化,并用实验验证其对提高数控机床加工效率和降低加工成本的可行性。     

NC end milling optimization using evolutionary computation

Typically, NC programmers generate tool paths for end milling using a computer-aided process planner but manually schedule “conservative” cutting conditions. In this paper, a new evolutionary computation technique, particle swarm optimization (PSO), is proposed and implemented to efficiently and robustly optimize multiple machining parameters simultaneously for the case of milling. An artificial neural networks (ANN) predictive model for critical process parameters is used to predict the cutting forces which in turn are used by the PSO developed algorithm to optimize the cutting conditions subject to a comprehensive set of constraints. Next, the algorithm is used to optimize both feed and speed for a typical case found in industry, namely, pocket-milling. Machining time reductions of up to 35% are observed. In addition, the new technique is found to be efficient and robust.     

数控铣床逻辑进给振动铣削的试验研究

研究利用数控铣床的逻辑控制系统进行工作台的脉冲式的进给,实现脉冲切削力作用的分离型的数控振动铣削。研究了脉冲振动方向沿进给方向的振动铣削和脉冲振动方向与进给方向成一定角度的振动铣削过程,并对铣削过程进行了切削力对比试验。试验结果表明：脉冲振动方向与进给方向成一定角度的振动铣削可以降低铣削力,强化铣削过程,降低切削温度,对表面粗糙度影响不大;随进给路线、逻辑关系的不同,切削效果差别很大。     

一种航空铝合金铣削力模型的试验研究

基于航空铝合金材料7050-T7451的机械加工性能,理论上分析了航空薄壁件加工变形机理。通过四因素、四水平回归正交试验法确定铣削加工过程中切削力的力学性质和相关参数,根据铣削力形状特征建立了数控加工铣削力力学数值计算模型。采用合理的平均力试验验证了模型的有效性,为进一步研究航空铝合金数控加工变形提供了可靠的边界条件。     

基于残余高度控制的球面数控加工宏程序编制

通过分析数控加工时凸球面的残余高度与切削层的关系,确定宏程序的参数变量,使每一切削层的残余高度值一致;并且编制了通用的凸球面数控铣削加工宏程序,在保证加工质量的前提下,以可变的行间距生成高效率的数控加工刀具轨迹。     

On cutting parameters selection for plunge milling of heat-resistant-super-alloys based on precise cutting geometry

In plunge milling operation the tool is fed in the direction of the spindle axis which has the highest structural rigidity, leading to the excess high cutting efficiency. Plunge milling operation is one of the most effective methods and widely used for mass material removal in rough/semi-rough process while machining high strength steel and heat-resistant-super-alloys. Cutting parameters selection plays great role in plunge milling process since the cutting force as well as the milling stability lobe is sensitive to the machining parameters. However, the intensive studies of this issue are insufficient by researchers and engineers. In this paper a new cutting model is developed to predict the plunge milling force based on the more precise plunge milling geometry. In this model, the step of cut as well as radial cutting width is taken into account for chip thickness calculation. Frequency domain method is employed to estimate the stability of the machining process. Based on the prediction of the cutting force and milling stability, we present a strategy to optimize the cutting parameters of plunge milling process. Cutting tests of heat-resistant-super-alloys with double inserts are conducted to validate the developed cutting force and cutting parameters optimization models.