高速铣削GH4169镍基高温合金切削温度的研究

为了研究GH4169镍基高温合金在高速铣削过程中不同切削用量对切削温度的影响,采用正交试验法对其进行切削仿真,并对铣削加工仿真结果进行分析,得到切削用量与切削温度的关系。为验证仿真结果的合理性和准确性,进行了GH4169镍基高温合金高速铣削加工试验,对比分析高速铣削试验和高速铣削加工仿真的结果,验证GH4169镍基高温合金高速铣削仿真模型的准确合理。在已确定的加工仿真模型基础上进行单因素试验,研究不同切削用量对切削温度的影响。结果表明：在切削速度、每齿进给量和背吃刀量均增大的条件下,铣削温度都逐渐上升,但增长速率呈下降趋势。     

GH4169高温合金球头铣刀铣削有限元仿真分析

GH4169高温合金在切削加工过程中通常会产生较大的切削力和较高的切削温度,进而难以控制加工表面完整性。借助ABAQUS有限元分析软件中的Johnson-Cook热力耦合模型建立球头铣刀简化模型,对GH4169高温合金的铣削加工过程进行三维有限元模拟仿真,研究GH4169高温合金材料在球铣削过程中的切削力、切削温度、等效塑性应变和应变率的变化与分布规律,并对比分析仿真结果与试验结果的差异。研究结果表明,仿真模型的预测结果与试验测量结果有较好的一致性,所构建的铣削有限元仿真模型为球头铣刀的铣削加工提供了可参考的切削要素。     

铣削粉末冶金高温合金的刀具优选试验

针对粉末冶金高温合金材料的铣削特性,选择了合理的刀片材质。通过刀具磨损与寿命对比试验,优选出了最佳的刀片牌号及几何参数。研究结果表明:SECO SEMX1505AFTN-MD20-F30M涂层硬质合金刀片适用于铣削粉末冶金高温合金,并对涂层硬质合金刀具前、后刀面的磨损形貌和失效机理进行了分析。     

航空铝合金高速铣削温度场的三维有限元模拟及试验研究

为研究航空铝合金7050-T7451高速铣削过程中的温度场分布规律,在对螺旋刃立铣加工过程传热学模型分析和简化的基础上,对航空铝合金7050-T7451高速铣削过程中工件—刀具接触面温度分布进行三维有限元模拟,并重点研究热源强度计算、热载荷施加等关键技术。在相同的切削条件下,进行铣削温度试验,且模拟结果与试验结果比较吻合。研究表明所建立的三维铣削温度有限元模型能正确地模拟高速铣削过程中的工件温度场分布。     

切削参数对高速铣削Stellite6合金切削温度影响的研究

Stellite6合金是以钴铬钨为主要元素的高温合金,红硬性好但导热性能差,在切削加工时刀具与切屑接触区域易产生较高的温度。建立Stellite6合金切削仿真模型,确定试验方法及条件,运用正交试验与仿真研究每齿进给量、切削速度和切削宽度对切削温度的影响规律,使用极差分析法和方差分析法获得铣削参数对切削温度影响的主次顺序,得到以最小切削温度为目标的最优切削参数,并建立了切削温度的经验计算公式。     

基于铣削力/力矩模型的铣削表面几何误差模型

在端铣加工过程中 ,影响铣削表面的因素包括铣削力 /铣削扭矩、机床和工件的性质等等。通过研究这些因素 ,基于铣削力 /铣削扭矩和瞬时未变形切屑厚度的关系 ,建立了一个考虑了铣削力 /铣削扭矩的解析模型 ,用来预报在端铣情况下工件的表面几何误差。与数值模型相比 ,解析模型能够更好地来研究工艺参数和工件质量、产品设计、工艺规划和控制之间的关系。并且可以对铣削工艺的设计和优化提供帮助。一系列的试验验证了模型的有效性 ,并且通过仿真结果得到一些有用的结论     

钝圆半径对镍基高温合金的铣削性能影响

铣削典型的难加工材料镍基高温合金时,刀具刃口直接接触参与切削,对铣削性能起到决定性作用.通过建立刀具精确三维模型和有限元切削仿真模型,对不同钝圆半径的圆角铣刀铣削镍基合金进行仿真,分析钝圆半径对切削性能的影响,开展切削试验进行验证.结果 表明:钝圆半径对刃口附近集中区域的应力和温度以及进给抗力和切深抗力影响较为显著;钝...     

高速铣削参数对锡铋合金切削温度影响的试验研究

针对锡铋合金材料熔点低、切削加工性不明的问题,采用红外测温仪研究了干式高速铣削参数对锡铋合金工件切削温度的影响,采用正交试验法进行试验规划,用直观分析法对试验数据进行分析,结果表明:铣削参数对切削温度的影响程度从大到小依次为:切削深度、进给量、主轴转速、行间距;对锡铋合金进行高速铣削时,切削温度随着进给量和切削深度的增加而升高,随着主轴转速的增加而降低,行间距对切削温度基本无影响;得出了最优铣削参数组合,当主轴转速为9000r/min、进给量为150mm/min、切削深度为0.6mm、行间距为0.4mm时,切削温度最低;对锡铋合金进行干式高速铣削过程中刀具无明显磨损,在试验范围内未发现锡铋合金加工表面有熔化现象,锡铋合金属于易切材料。     

脆性材料微铣削理论及微铣削力模型研究

从脆性材料塑性域铣削机理和特点出发,建立了微径球头铣刀几何模型,改进了瞬时切厚模型,利用合理的切削力微元模型建立了脆性材料铣削瞬时的铣削力解析模型;以石英玻璃为工件材料,基于改进的实验平台进行球头铣刀微铣削试验,并获取了铣削力实验数据,回归出了所建模型中的切削力系数。利用试验对模型进行验证分析,结果表明所建模型具有良好的适用性。     

基于AdvantEdge的高速铣削合金铸铁涡旋盘的机理分析

为了解决高速加工涡旋压缩机核心部件涡旋盘存在的齿槽窄、齿高厚比值大、易变形等加工困难,以涡旋盘材质Cr15Mo合金铸铁为研究对象,研究了接近实际情况的材料本构模型、屑-件分离准则和刀—屑摩擦模型等关键技术,建立了铣削模型。基于Advant Edge软件成功模拟了切屑形成过程和不同铣削参数条件下切削力、切削温度的变化规律,实现了对铣削力、温度的预测,据此选择较理想的铣削参数,有助于减小铣削力、降低工件温升,控制铣削变形,提高工件的加工效率和质量。     

高效铣削镍基高温合金GH4169的有限元数值模拟

在DEFORM软件中,根据实际加工情况建立整体硬质合金立铣刀加工镍基高温合金GH4169的三维有限元仿真分析模型。针对镍基高温合金GH4169加工效率低和切削刃磨损严重的问题,采用单因素试验法仿真探讨了切削用量(v、f_z、a_p、a_e)对切削力和切削温度的影响规律。获得了能有效提高镍基高温合金GH4169加工效率的切削用量,为实际加工中实现高效铣削镍基高温合金切削用量的选择提供依据。     

火焰喷涂WC合金涂层显微组织的分析

将工件预热到一定温度后对待喷涂表面喷撒镍基自熔性合金粉末,比较了涂层和基体显微组织的不同,分析了涂层显微组织的形成机理,通过能谱确定了其显微结构以及所含的各种元素。结果表明,涂层各种元素分布均匀,与基体之间形成了良好的冶金结合。     

Milling Force Model for Aviation Aluminum Alloy:Academic Insight and Perspective Analysis

Aluminum alloy is the main structural material of aircraft,launch vehicle,spaceship,and space station and is pro-cessed by milling.However,tool wear and vibration are the bottlenecks in the milling process of aviation aluminum alloy.The machining accuracy and surface quality of aluminum alloy milling depend on the cutting parameters,material mechanical properties,machine tools,and other parameters.In particular,milling force is the crucial factor to determine material removal and workpiece surface integrity.However,establishing the prediction model of milling force is important and difficult because milling force is the result of multiparameter coupling of process system.The research progress of cutting force model is reviewed from three modeling methods:empirical model,finite element simulation,and instantaneous milling force model.The problems of cutting force modeling are also determined.In view of these problems,the future work direction is proposed in the following four aspects:(1)high-speed milling is adopted for the thin-walled structure of large aviation with large cutting depth,which easily produces high residual stress.The residual stress should be analyzed under this particular condition.(2)Multiple factors(e.g.,eccentric swing milling parameters,lubrication conditions,tools,tool and workpiece deformation,and size effect)should be consid-ered comprehensively when modeling instantaneous milling forces,especially for micro milling and complex surface machining.(3)The database of milling force model,including the corresponding workpiece materials,working condi-tion,cutting tools(geometric figures and coatings),and other parameters,should be established.(4)The effect of chatter on the prediction accuracy of milling force cannot be ignored in thin-walled workpiece milling.(5)The cutting force of aviation aluminum alloy milling under the condition of minimum quantity lubrication(mql)and nanofluid mql should be predicted.     

三维有限元分析在高速铣削温度研究中应用

高速切削过程中切削温度对刀具磨损、工件加工表面完整性及加工精度有极大的影响。应用有限元法对高速铣削铝合金薄壁件过程中工件与刀具接触面温度、工件内部的温度分布进行了仿真研究,仿真过程中考虑了切削速度、进给量对切削温度的影响。通过红外热像仪对不同主轴转速下工件表面温度的测量,验证了仿真结果与试验结果比较接近。得出在高速切削铝合金过程中,随着切削速度的增加,刀具与工件接触区的温度变化存在二次效应。该结论对铝合金薄壁件加工具有重要的实用价值。     

铝合金2024-T4铣削温度的有限元仿真研究

基于有限元分析软件AdvantEdge建立反映金属切削温度的有限元模型,模拟研究铝合金2024-T4铣削加工过程中工件和刀具上的温度分布规律,以及铣削温度随着铣削速度和时间的变化趋势,为深入研究加工机理提供有益的参考数据。     

成形铣齿加工过程中的切削热模型

为了获得铣齿切削时切削区域的温升分布,在分别对铣削热产生和传出的机理,以及刀具和工件之间几何关系分析的基础上,得出包含对应虚拟镜像热源的热源模型。考虑到剪切面热源和刀屑接触面摩擦热源对工件、切屑和刀具的温升作用效果的不同,根据傅里叶导热定律推导出顶刃切削时相应热源的温升计算公式,分别对3者的温升分布进行计算可以获得整个切削区域的温升分布。结果表明,铣削过程中温度随切削的深入而升高,在不改变工件和刀具材料的情况下,进给速度是影响切削温度的主要因素,改变刀盘转速对温升的影响不大。     

铣削钛合金加工表面形貌特征参数的预测

钛合金在铣削过程中受迫振动明显,刀—工接触关系不断变化,加工表面形貌特征参数难以预测,已成为制约加工表面质量进一步提高的瓶颈。针对铣削振动与加工表面形貌的非线性随机变化特性进行了切削钛合金试验,采用高斯过程回归法构建铣削振动作用下的加工表面形貌高斯过程模型。分析刀齿误差和铣削振动对加工表面形貌特征参数的影响规律,为以加工表面质量分布一致性为前提的铣削钛合金工艺设计提供参考依据。     

薄壁铸铝合金高速铣削加工试验研究

以铸铝合金薄壁件为加工对象,分别研究不同的切削速度、每齿进给量、径向切深对表面质量和切削力的影响规律,并优化切削参数的选择,力求为合理选择高速切削加工参数提供可靠依据。     

超低温处理对M2钢铣刀耐磨性的影响

热处理后的金属材料再经超低温处理，其机械性能明显提高，尤其是高碳高合金工模具钢的耐磨性提高更为显著。本文主要探讨了M2钢铣刀经超低温处理后耐磨性的变化情况。