铣削20CrMnTi钢已加工表面粗糙度的试验研究

采用正交试验法研究CBN直柄平底立铣刀高速铣削20CrMnTi淬硬钢时切削参数对已加工表面粗糙度的影响。通过极差分析方法研究了切削参数对表面粗糙度的影响程度,通过单因素试验法得到了切削参数对表面粗糙度的影响规律,建立了基于指数函数的切削参数与表面粗糙度的关系模型。利用预测模型得出的表面粗糙度与试验的结果进行误差分析,说明所建立的模型能比较准确地对表面粗糙度进行预测。试验结果表明：各因素的影响程度从大到小依次为铣削深度、每齿进给量和切削速度,表面粗糙度随每齿进给量和铣削深度的增大而增大,随切削速度的增大而减小。     

高强度钢高进给铣削时切削参数对切削力的影响

高进给铣削是一种高效铣削方式,不同于传统的加工方法,其切削深度较浅,每齿进给量较大,而高强度钢是一种典型的难加工材料。通过正交试验法对高进给铣削高强度钢的切削力进行仿真,应用极差和方差分析研究切削速度、切削深度和每齿进给量对切削力的影响。结果表明,通过提高切削速度来增加高进给铣削高强度钢的切削效率,有利于减小切削力。以切削力最小为目标的最优切削参数为v_c=100m/min,a_p=0.8mm,f_z=1.0mm/z。     

高硬度淬硬钢高速铣削过程的切削温度研究

通过设计在不同加工工艺参数条件下高速铣削高硬度(48HRC～68HRC)淬硬钢试验,研究了切削温度信号的特征,分析了切削温度与淬硬钢材料硬度、切削工艺参数的关系。结果表明:随着淬硬钢材料硬度的增大,切削温度呈现递增趋势,4种淬硬钢的切削温度随材料硬度变化顺序为:PM60SKD11S136P20,其中,PM60材料的切削温度远高于其余3种淬硬钢材料;随着切削工艺参数(切削速度、每齿进给量、轴向铣削深度和径向铣削深度)的增大,4种涂层铣刀的切削温度基本呈现出逐渐增高的趋势,其中TiSiN和TiAlN涂层铣刀的切削温度增高幅度大于AlCrN和CrSiN涂层铣刀。建立了4种涂层铣刀高速铣削淬硬钢S136的切削温度多元回归预测模型,可应用于淬硬钢S136的切削温度预测。     

铝合金铣削力和温度场的试验研究

应用测力仪和红外热像仪对铝合金切削过程中的切削力和温度信号进行了测试,建立了硬质合金立铣刀切削铝合金的铣削力经验模型,可以有效地指导生产,合理选择切削工艺参数。研究发现,铣削温度随切削参数变化趋势与铣削力同步。切屑的长度、圆弧半径、厚度分别受切削深度、切削速度以及每齿进给量影响而使切屑呈现不同形态。立铣刀在切削铝合金时除切削作用外,还伴随较为严重的塑性变形。另外,分析了切削参数对表面质量的影响。     

切削参数对钛合金叶片铣削力的影响分析

进行钛合金叶片加工时,切削力易导致加工变形,影响加工精度和表面质量。因此利用UG软件建立钛合金叶片和切削刀具的三维模型,采用仿真软件建立铣削仿真模型,研究分析了切削参数的变化对铣削力产生的影响。对仿真所得铣削力进行极差分析,判断切削参数对铣削力的影响情况,并通过实际铣削加工试验对比仿真数据验证其准确性和可行性,基于此仿真模型对切削参数对轴向力的影响程度进行了单因素分析。研究结果表明：铣削钛合金叶片时,切削参数对切削力的影响程度从大到小依次为切削速度、背吃刀量和每齿进给量;切削速度与轴向力成反比,每齿进给量和背吃刀量与轴向力成正比。     

基于Deform-3D的42CrMo钢铣削仿真分析

应用Deform-3D软件建立Johnson-Cook材料模型,采用有限元方法对42Cr Mo钢进行铣削仿真分析,研究了不同切削参数对切削仿真结果的影响,利用仿真切屑与实际切屑进行对比,验证了仿真结果的可靠性。通过仿真分析得到了在不同切削速度、切削深度下的切削力变化规律,为42Cr Mo钢切削过程的研究和切削参数选择提供理论参考。     

涂层刀具高速铣削高硬度淬硬钢切削力研究

采用四种不同涂层硬质合金铣刀高速铣削四种不同硬度的淬硬钢材料,研究了刀具涂层成分、工件材料硬度以及切削工艺参数(切削速度、每齿进给量、轴向铣削深度和径向铣削深度)对切削力的影响。研究表明：随着切削速度的增大,淬硬钢P20和S136的切削合力影响较小,而对于淬硬钢SKD11和PM60,改变切削速度对切削合力影响显著。随着切削速度的增大,四种不同涂层刀具切削淬硬钢S136产生的切削合力先快速增大后缓慢减小,刀具切削力大小顺序一直保持为TiSiN>CrSiN>AlCrN>TiAlN,其中TiAlN涂层相对于其余三种刀具涂层在降低切削力、减少工件与刀具之间的相互摩擦具有优势。切削参数的变化对切削力的影响与淬硬钢工件硬度的变化存在相互影响,淬硬钢硬度低于HRC55时,切削工艺参数的变化对于切削力的变化影响不明显;而当淬硬钢硬度高于HRC60时,随着切削工艺参数的增大,切削力发生显著变化。     

淬硬钢模具型腔铣削稳定性分析

在淬硬钢模具型腔铣削加工过程中,模具型腔表面曲线曲率不断的变化会引起实际切削参数的变化,偏离程序中设定的名义参数,各刀齿铣削状态不再完全相同。针对淬硬钢模具型腔曲线铣削过程的未变形动态切削厚度,实际径向切深、刀具-工件接触区域等进行修正,并建立铣削动力学模型,运用全离散法进行铣削稳定性分析,得到铣削稳定叶瓣图;并分析模具型腔形状参数和铣削工艺参数对铣削稳定性的影响,为铣削加工时切削参数的选择,改善工件的表面质量提供依据。     

高速铣削淬硬钢表面粗糙度的试验研究

通过切削试验研究了高速铣削淬硬钢时刀具变量中的几何参数(铣刀的前角、后角、螺旋角)、工件变量(工件硬度)和切削参数变量(铣削速度、每齿进给量)对加工表面粗糙度的影响。根据对试验结果的分析得出高速铣削淬硬钢工件表面粗糙度的变化规律。     

齿坯锻后余热等温退火的应用

在齿轮制造过程中,齿坯预先热处理的质量不仅影响切削加工性能,而且也影响最终热处理变形及齿轮的寿命。目前,对20CrMnTi钢齿坯一般采用正火处理。     

CVD金刚石刀具的微细铣削仿真及试验研究

为研究切削参数对CVD金刚石微铣刀切削性能的影响,运用扩展有限元法对CVD金刚石微刀具的铣削加工和刀具损伤应力进行仿真模拟,研究了铣削加工后工件的表面粗糙度随切削参数的变化规律,分析了切削参数对微铣刀失效的影响,并通过试验验证了仿真结果的正确性。研究结果表明:在CVD金刚石微铣刀加工TC4钛合金时,铣削深度和每齿进给量的增加不利于工件加工质量的改善;铣削速度增加对工件加工表面粗糙度影响较小;铣削深度是影响刀具失效的主要因素,铣削速度和每齿进给量是影响刀具失效的次要因素。     

切削参数对高进给铣削高强度钢切削温度的影响

高进给铣削是一种采用小切深、大进给的铣削加工方式,在深腔的加工中具有较高的加工效率和加工质量。为了研究切削参数对切削温度的影响,建立了高进给铣削34CrNi3Mo高强度钢仿真模型,采用正交试验法法设计了仿真研究方案,运用极差分析、方差分析等方法研究了仿真得到的切削温度,依据多元回归分析法得到切削温度的经验公式。结果表明：通过增加切削深度来提高高进给铣削高强度钢的切削效率,有利于避免切削温度的大幅度增加。     

干式铣削对淬硬钢表面残余应力的影响研究

以SKD11淬硬钢为高速铣削研究对象,研究不同铣削参数对SKD11淬硬钢加工表面残余应力的影响.运用大型商业软件DEFORM-2D建立了干式铣削残余应力的有限元模型,并利用该模型分析不同切削参数对工件表面残余应力的影响情况及残余应力产生的原因;通过实验验证的方法将仿真的结果和实验结果进行对比得出模型误差小于16.4％,证明仿真模型可行.模拟实验得出:在高速铣削SKD11淬硬钢时,适当的减小切削速度和增大切削深度,可有效降低残余应力对加工表面质量的影响.     

基于BP神经网络的微铣削切削比能预测

针对微铣削加工过程中功率和加工能耗变化问题,对微铣削机床主轴系统加工功率进行了采集。建立了主轴转速、每齿进给量和切削深度3个重要切削参数影响切削比能的BP神经网络预测模型。通过45#钢子午线轮胎模具微铣削试验,获得试验数据样本来训练和检测BP神经网络,实现了不同切削参数组合下切削比能的预测,并利用遗传算法对切削参数进行寻优。预测和优化结果表明,最小切削比能可在最大切削参数组合下取得。因此在不考虑表面粗糙度和刀具磨损的情况下,高水平的切削参数组合可获得大的材料去除率和相对较小的切削比能,提高加工效率并降低加工能耗。     

FV520B钢高速铣削力试验研究

针对高速铣削FV520B钢的铣削力控制问题,通过正交试验,研究了铣削参数对铣削力的影响规律.研究表明:当铣削速度、每齿进给量、铣削深度和铣削宽度分别为63m/min,0.05mm/z,1mm和4mm时,采用φ8平底刀高速铣削FV520B钢可以获得小的切削力和高的切削效率;当铣削速度、每齿进给量、铣削深度和铣削宽度分别为75m/min,O.05mm/z,1mm和8mm时,采用φ16平底刀高速铣削FV520B钢可以获得小的切削力和高的切削效率.     

硬车代磨表面粗糙度试验研究

使用硬质合金刀具、陶瓷刀具和PCBN刀具对渗碳淬硬钢20CrMnTi进行干式车削试验,通过测量不同切削条件下的表面粗糙度值,得出切削速度、进给量对表面粗糙度的影响规律,验证了以车代磨的干式切削渗碳淬硬钢20CrMnTi的可行性.     

TC4钛合金微细铣削仿真与试验研究

钛合金由于其高的强度和耐热性、低的导热系数,在微细加工时若切削参数选择不合理容易导致切削力大、加工质量不稳定。在微细铣削加工中,由于刃口半径和尺寸效应的存在,选择合适的切削参数对于切削状态的改善有重要意义。通过仿真和试验对比分析,研究TC4钛合金在微细铣削过程中每齿进给量对切屑变形、铣削力和加工表面粗糙度的影响,以期为改善微细切削状态、提高加工表面质量提供合适的切削参数选择指导。结果表明,在使用刃口半径为2.05μm、刀具直径为1 mm的硬质合金铣刀对TC4钛合金进行微细铣削加工时,微细铣削TC4钛合金切削状态发生转变时所对应的临界每齿进给量为0.8μm/z;微细铣削时每齿进给量应大于此临界值。     

三明治结构淬硬钢Cr12MoV切削加工的数值模拟

针对三明治结构淬硬钢切削过程复杂、切削力难以预测的问题,借助ABAQUS有限元软件,基于物理失效切屑分离准则、Johnson-Cook本构模型,建立了三明治结构淬硬钢Cr12Mo V的铣削数值分析模型。对三明治结构淬硬钢的铣削加工过程进行了数值模拟,通过改变仿真过程中的切削加工参数,获得了三明治结构淬硬钢的切削温度、切削力的分布;分析了工件硬度变化对切削温度、切削力大小的影响;通过铣削实验,对仿真结果进行了验证。研究结果表明:切削时的温度随工件硬度增大而不断升高,且同等切削参数下三明治结构切削温度较相应硬度区切削温度有所增加;三明治结构仅对焊缝夹层位置的切削力产生影响,并未对其他位置的切削力产生作用;实验结果与仿真结果基本吻合,验证了仿真模型的正确性。     

高速铣削P20和45淬硬钢的切削力

使用TiAlN涂层的整体硬质合金球形立铣刀，对45钢（52HRC、48HRC、42HRC）及P20钢（41HRC、33HRC）进行了高速铣削试验。基于材料变形下的流动应力方程及剪切角理论，分析了切削速度、工件硬度、材料性能对切削力的影响。试验中的切削参数如下：切削速度为156～816m／min，每齿进给量为0．1mm，轴向切削深度为3mm，切削宽度为1mm。结果表明：高速铣削淬硬钢产生锯齿形切屑，切削速度和工件硬度对切削力有显著影响。     

可转位波形刃铣刀片的铣削力试验研究

研究了可转位波形刃铣刀片的铣削机理,在相同条件下分别采用波形刃铣刀片和直线刃铣刀片对45钢进行了铣削试验。试验发现:波形刃铣刀片的铣削力比直线刃铣刀片低10%-20%。随后,采用正交试验研究切削参数对波形刃铣刀片铣削力的影响规律,利用线性回归法得到铣削力经验公式,通过极差分析法得出各试验参数对铣削力的影响程度,即每齿进给量对波形刃铣刀片铣削力的影响最大,其次为轴向切深和径向切深,最后是铣削速度,得出铣削力最小时所对应的切削参数,为波形刃铣刀片的高效使用提供了依据。