定距螺旋桨切削参数优化试验研究

螺旋桨是飞机、轮船的重要动力推进装置,其桨叶表面加工质量是降低噪音和提高使用寿命的基础。为了提高切削加工效率及零件表面质量,采用不同切削参数设置进行镍铝青铜合金螺旋桨铣削加工试验,对比分析不同切削加工参数下切削力和加工表面粗糙度变化,得出进给量对表面加工质量影响最大,其次分别为切削速度和背吃刀量。因此,综合考虑加工效率和零件表面加工质量等因素,在粗加工、半精加工阶段可采用较小进给量、较大切削速度和背吃刀量的工艺参数设置;而在精加工阶段则可采用小进给量和背吃刀量、较大切削速度的参数设置,并最终通过实验验证工艺参数设置的合理性。     

纯铁材料精密切削过程切削力及表面粗糙度研究

采用正交试验法,开展纯铁材料精密切削过程切削用量对切削力和表面粗糙度影响规律的试验研究,建立了切削力和表面粗糙度经验公式。结果表明,试验结果与经验公式预测值间的误差小于20%,经验公式能够用于预测纯铁材料精加工过程中的切削力和表面粗糙度。切削深度对切削力的影响最大,其次是进给量,切削速度对切削力的影响最小;进给量是影响表面粗糙度的最主要因素,其次是切削深度,切削速度对粗糙度的影响最小。上述研究成果将为精密加工弱刚性纯铁工件工艺参数的优化奠定技术基础。     

核电机组用铸钢GX4CrNi13-4车削加工表面质量研究

针对百万千瓦核电机组用铸钢GX4CrNi13-4材料进行车削试验,主要从表面粗糙度和加工变质层两方面分析其加工表面质量。采用正交试验方法,选取切削速度、进给量、切削深度和切削宽度,并考量了刀具刀尖圆弧半径和后刀面磨损等因素,以表面粗糙度(Ra和Rz值)为试验目标,研究了加工表面粗糙度的变化。在最优切削参数下Rz值可达0.792μm。最后,选取加工表面加工硬化、金相组织变化和残余应力特性三项指标研究了铸钢加工表面变质层的变化规律。     

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.     

PCD刀具端面车削碳纤维增强碳化硅基复合刹车材料的试验研究

通过PCD刀具对C_f/SiC进行端面车削试验,研究切削参数对切削力和表面粗糙度的影响规律,并深入分析材料的切削去除机理。结果表明：主轴转速n、进给量f和背吃刀量a_p均对切削力和表面粗糙度Sa造成影响,背吃刀量对各切削力影响最大,进给量对表面粗糙度影响最大。C_f/SiC以脆性断裂去除方式为主,主要加工缺陷为基体破碎脱落、微裂纹、纤维露头及拔除、界面脱粘与分层。试验结果证明,C_f/SiC可以通过端面车削方式控制加工缺陷的产生,且其切削表面粗糙度Sa可达到3.2μm,即C_f/SiC可以实现半精加工。试验最佳切削用量为n=710r/min,f=0.05mm/r,a_p=0.30mm。     

微切削加工Al7050-T7451过程力学性能及表面完整性研究

采用硬质合金刀具,通过单因素试验对铝合金7050-T7451微切削加工过程进行了研究。考虑刃口半径的影响,切削深度参数选择涵盖了大于及小于刃口半径的范围,通过试验得到了切削力、已加工表面残余应力、表面微硬度及表面粗糙度。结果表明,刃口半径的存在是引起尺度效应的重要因素。同时,分析了刃口半径、切削速度、切削深度等切削参数对于切削力、摩擦系数、已加工表面残余应力、表面微硬度及已加工表面粗糙度等的影响规律。     

高速铣削TB6钛合金切削力和表面粗糙度预测模型

进行涂层硬质合金刀具铣削高强度钛合金TB6试验,通过回归分析建立切削力和表面粗糙度的经验模型,研究切削速度、每齿进给量和切削深度等工艺参数对切削力和表面粗糙度的影响规律。研究表明,轴向切深对切削力的影响最大;工艺参数对加工表面粗糙度的影响程度依次为每齿进给量、轴向切深、切削速度和径向切深,切削速度和径向切深之间存在着显著的交互作用。     

PCBN刀具切削堆焊钴基合金的试验研究

采用PCBN刀具对堆焊钴基高温合金层进行切削试验,研究不同的切削用量和刀尖圆弧半径对表面粗糙度和切削力的影响规律,并采用离差分析法对其影响程度进行评估。试验结果及分析表明:切削加工堆焊钴基合金时,切削力和表面粗糙度的部分变化规律有别于传统切削理论,这是因为钴基堆焊合金特有的物理机械性能、堆焊层组织状态、PCBN刀具的性能特点及所选取的几何参数使切削区域材料性能变化和刀具磨损特征不同于传统切削理论所致。试验获得的表面粗糙度值较小,符合以车代磨的加工工艺要求。由离差分析结果可知,进给量对表面粗糙度、主切削力和背向力影响最大,背吃刀量对进给力的影响最大。     

钛合金车削切削力及表面粗糙度优化分析

采用TC11钛合金车削正交试验研究了各车削参数对切削温度和切削力的影响规律,进一步分析车削参数和表面粗糙度的内在联系。结果表明：切削温度与切削力相互影响,当切削速度在50～100m/min时,切削速度越高,刀具对工件挤压越剧烈,且切削温度升高并使工件软化,导致切削力减小。通过极差分析发现,影响切削力的切削参数依次为切削深度>进给量>切削速度,影响切削温度的切削参数依次为切削速度>进给量>切削深度;对于表面粗糙度各切削用量影响程度大小依次为进给量>切削速度>切削深度。在本次试验参数内,得到了最优切削力的切削参数和最优表面粗糙度的切削参数。研究结果对于加工钛合金的切削参数优化提供一定指导。     

切削参数对LA103Z镁锂合金加工性能的影响研究

采用单因素变量法设计了不同切削参数的实验方案。研究切削参数对LA103Z镁锂合金切削力、切削温度和表面粗糙度的影响规律并确定热力耦合作用与表面加工质量的关联关系。研究结果表明：切削参数对LA103Z镁锂合金切削性能影响明显。其中切削速度、进给量和背吃刀量分别对切削温度、表面粗糙度和切削力有明显影响。在进给量一定的情况下，切削力和切削温度联合作用影响表面粗糙度，整体上来说切削力的影响范围更大。     

GH4169高速车削参数对加工表面完整性影响研究

使用PVD-TiAlN涂层硬质合金刀片进行高温合金GH4169的高速车削正交试验,建立了表面完整性特征中表面粗糙度、表面残余应力、显微硬度的经验公式,分析了车削参数对表面完整性各特征量的影响规律,并观测了高速车削加工的表面形貌。结果表明:表面粗糙度随车削速度的增加而减小,随进给量和切削深度的增加而增大,进给量是影响表面粗糙度的最主要因素;随着进给量的增加,表面形貌变差;轴向残余应力表现为压应力,切向残余应力表现为拉应力,减小进给量,降低车削速度可减小车削加工的残余应力,轴向残余应力对进给量最敏感,切向残余应力对切削深度最敏感;显微硬度随车削速度的增大而增加,车削速度是影响显微硬度的主要因素。     

难加工材料硬态干车削中切削参数对残余应力的影响

本文对切削参数和残余应力之间的关系的进行研究.针对某型号高强高硬钢在硬态干车削过程,研究了各切削参数对已加工表面残余应力及残余应力层深分布的影响.结果发现,不同的切削参数条件下,工件已加工表面残余应力可以为拉应力也可以为压应力,残余应力作用层深度为300μm左右.对残余应力影响较大的切削因素为切削速度和进给量,切深对残余应力影响较小,切削参数选择低速低进给时,容易得到有利于提高工件疲劳寿命的表面残余压应力.     

加工参数对高温合金涡轮盘表面精度的影响研究

为研究车削加工参数对双性能粉末高温合金涡轮盘加工表面精度的影响，选取表面粗糙度和残余应力作为评价指标，利用正交试验设计和回归分析方法建立了表面粗糙度的预估模型，并验证了模型的可靠性。采用X射线应力测量技术对盘件表面残余应力进行了测量，结果表明：盘件在加工时，半精加工的参数选择较为重要；为避免引入较高的残余应力，获得更好的表面精度，应尽可能选择高转速和低进给量。半精加工后再进行去应力热处理，能更好的消除加工残余应力。     

车削参数对GH4079高温合金表面特征的影响研究

研究车削参数对GH4079高温合金表面特征的影响规律,为车削加工GH4079高温合金选择合理的加工参数提供实验基础依据。采用车削速度为280~560m/min,切削深度为0.5~1.0mm,进给量为0.035~0.088mm/r的车削参数对GH4079高温合金进行车削加工,并用CALISUM表面粗糙度仪、显微硬度仪及X射线应力衍射仪对GH4079高温合金车削表面特征(表面粗糙度、表面显微硬度及表面残余应力)进行测定。GH4079高温合金车削表面粗糙度值在Ra502~Ra1 121nm范围内变化,表面显微硬度值在570.2~677.3HV范围内波动,进给方向残余应力σr(X)呈压应力状态,而垂直于进给方向残余应力σr(Y)呈拉应力状态。研究结果表明:表面粗糙度和表面显微硬度对切削速度的变化最为敏感,表面残余应力对切削深度的变化最敏感;表面粗糙度和表面显微硬度均随切削速度的增加而减小;表面残余压应力随切削深度的增大而增大,表面残余拉应力随切削深度的增大而减小。     

基于响应曲面法的表面粗糙度预测模型的建立与切削参数的优选

文中通过试验设计的方法研究了高速精加工中切削参数的选择对表面粗糙度的影响.采用响应曲面法建立表面粗糙度的响应模型,分析了切削速度、进给量、背吃刀量对表面粗糙度的影响以及切削参数的优选.结果显示背吃刀量对表面粗糙度的影响最为显著,进给量次之,切削速度影响最小.在表面粗糙度选定的情况下,优先选择背吃刀量可以提高加工效率.     

硅铝合金减摩微结构表面切削加工研究

为验证微切削加工的表面微结构具有良好的减摩效果,可以用来减小发动机关键摩擦副的摩擦磨损,运用AdvantEdge有限元仿真软件研究切削用量对于硅铝合金金刚石车削过程的影响分析,基本规律是:切削速度对切削温度的影响最大,进给量次之,影响最小的是切削深度;切削深度和进给量增大使切削力增大,但二者影响程度不同,进给量不变,切削深度增大一倍,使切削力增大一倍,切削深度不变,进给量增加一倍,切削力增幅减小;切削力随着切削速度的增加先增大后减小最后趋于稳定。使用单晶金刚石车刀对硅铝合金试样进行微槽结构的切削加工,结果表明:在微切削尺度范围内,切削深度对表面粗糙度R_a影响不明显;表面粗糙度值随着进给量的增加先减小后增大;主轴转速通过产生切削热和对刀具磨损产生影响来影响表面粗糙度。将微切削加工的表面微结构与光滑表面进行往复摩擦对比实验,结果表明在负载为1 N的情况下,微槽结构表面的摩擦系数比光滑表面的摩擦系数减小了8%。     

淬硬轴承钢高速切削过程的实验与仿真

通过切削实验和有限元仿真相结合。研究了3种典型刃口形式即锋利切削刃口、倒圆刃口和倒棱刃口对高速切削高硬度（60～62HRC）的GCr15材料时的切削温度、切削力和已加工表面残余应力的影响规律。结果显示，在硬态切削条件下，倒棱形式刃口产生的切削热传给刀具和已加工表面的比例较少。对已加工表面残余应力的仿真结果表明，倒棱刃口与倒圆刃口都在已加工表面表层存在拉应力，在距表层150～200μm之间存在一最大的压应力，数值都是-200MPa左右，所不同的是倒圆刃口形式的残余应力变质层的厚度要大一些，与实验数据相比，残余应力的变化规律相同，应力变质层厚度相同，但实验得到的最大压应力数值要大一倍左右。     

刀片钝化半径对高温合金切削质量影响的研究

通过不同钝化半径的刀具对GH4169高温合金进行车削正交试验,结果表明:随着钝化半径的增加,表面残余应力先降低后增加;工件环向残余应力随着钝化半径的增加,工件内部残余压应力最大值增大,影响深度随之增加。由表面粗糙度和表面残余应力的敏感程度可知,进给量是影响表面完整性的最主要因素,其次是切削速度和切削深度。分析了不同钝化半径和切削参数对表面完整性特征的影响规律,建立了表面粗糙度表面残余应力的经验公式,得到了用于精加工GH4169高温合金较好的钝化半径范围0.02～0.03mm,以及较优的切削参数v_c=60～70m/min,f_n=0.05～0.075mm/r,a_p=0.2～0.5mm。     

切削量对加工性能的影响

为了探究切削量对合金钢表面质量的影响,在不同切削量的前提下,分析40CrNiMoA合金钢的各个参数的变化情况.由试验结果可知:进给量会严重影响表面粗糙度,进给量越大,表面质量越差,切削深度次之;切削速度对切削力的影响没有规律性,进给量和切削深度增大时,切削力必然增加.在车削加工时如果选择较小的进给量和适当的切削深度,就...     

切削参数对各向同性热解石墨切削力的影响

为了研究切削参数对各向同性热解石墨车削过程中切削力的影响,采用单因素试验法及聚晶金刚石刀具进行了切削试验。试验结果表明,切削速度、进给量及切削深度均可显著影响各向同性热解石墨的切削力,且切削深度以及进给量对切削力的影响较为突出。以最小切削力为优化目标,对切削参数进行了优化选择。在选取最佳组合参数的基础上,对材料进行了切削试验,并得到了表面粗糙度Ra值为0.04μm的加工表面。