铣削方式对微小精密零件加工表面质量的影响

铣削加工是精密零件加工的重要手段之一,不同铣削加工方式对微小精密零件的表面质量有很大影响。本文通过研究铣刀单齿的运动轨迹模型,分别建立顺铣和逆铣时的粗糙度计算模型,以某微小精密零件实际加工参数为例,对顺逆铣的表面粗糙度进行对比分析;以AISI4340钢为工件材料,对某微小精密零件的顺逆铣进行仿真,研究两种铣削方式的铣削力和表面残余应力。     

钛合金顺铣和逆铣的有限元仿真对比分析

为对比研究顺铣和逆铣方式对加工结果的影响,采用有限元仿真方法建立钛合金铣削三维仿真模型,同时以切削力、摩擦力、工件应力以及动能和塑性能等输出变量为评价标准,研究了不同铣削方式下仿真结果的差异.结果表明,逆铣的平均应力为800MPa,顺铣的平均应力为650MPa,逆铣的应力大于顺铣;在X轴方向上,逆铣切削力大于顺铣切削力...     

钛合金铣削加工表面残余应力研究

金属切削加工引起的残余应力对零部件变形、疲劳性能有重要影响,通过选择合适的加工参数对其进行控制是可能的。目的在于研究钛合金铣削加工中铣削参数对已加工表面残余应力的影响,利用X射线衍射技术测量进给方向和铣削方向的残余应力。为保证X射线应力测量精度,采用摇摆法和峰拟合定峰方法。试验结果表明,钛合金顺铣加工表面残余应力表现为压应力,主要是由于刀具后刀面与已加工表面的挤光效应起主导作用所致。沿铣削方向和进给方向,切削参数对工件表面残余应力影响具有差异性。通过控制切削参数有可能生成定制化的应力。     

走刀策略对7050铝合金薄壁筋铣削的影响

为合理选择走刀策略,通过分析铣削过程中的切削力及铣削后的表面残余应力,研究走刀策略改变时对铝合金铣削的影响。在相同的切削参数条件下,采用整体硬质合金立铣刀对7050铝合金薄壁筋开展了高速和低速铣削试验,通过Kistler动态测力仪和X射线残余应力测量仪分别对薄壁筋在不同走刀策略下的切削力和表面残余应力进行了测量。结果表明,高速时采用绕圈顺铣、低速时采用单边顺铣的走刀策略能获得较小的切削力,不同走刀策略下的表面残余应力数值变化较小但波动明显,单边顺铣的残余应力波动最小,来回往复的波动最大。     

浅谈顺铣与逆铣在铣削加工中的应用

在铣削加工中,采用顺铣还是逆铣方式是影响加工表面粗糙度及刀具切削寿命的重要因素之一.铣削方式的选择应视零件图样的加工要求,工件材料的性质、零件在加工中装夹的受力特点以及机床、刀具等条件综合考虑顺铣与逆铣在铣削加工中的应用.在现代加工技术中,各单位对于顺铣与逆铣的应用情况也不尽相同.因此需要掌握顺铣与逆铣的知识和在加工中的应用及切削力的分析.     

五轴铣削薄壁件的温度特性及对表面形貌影响的研究进展

五轴铣削薄壁件时温度的变化会影响加工工件表面的形貌,而表面形貌又会影响零件的使用性能。综述了五轴铣削加工薄壁件时温度的测量方法,包括直接和间接测量;介绍了利用ANSYS、AdvantEdge等软件进行温度仿真的方法。表面形貌若不规则,加工完成的薄壁件则无法稳定工作,而在众多影响表面形貌的因素中,温度是最复杂多变且难以控制的,因此单独研究了其影响规律。薄壁件表面在高温条件下会对表面形貌产生优劣两方面影响,因此应将薄壁件的铣削温度控制在一个合理的范围内。     

铣削内螺纹表面的残余应力仿真分析

螺纹连接应用广泛于各个领域,其表面残余应力严重影响工件表面质量和工件使用寿命,因此对铣削内螺纹加工表面的残余应力研究尤为重要。为研究不同铣削参数对45钢在铣削内螺纹过程中螺纹表面残余应力的影响,利用有限元分析软件建立3D铣削内螺纹的仿真模型,研究铣削过程中内螺纹表面残余应力与切削参数之间的变化规律。采用单因素控制变量法,在保证其它两个切削参数不变的情况下,分析当前切削参数对残余应力的影响。研究结果表明,铣削内螺纹时,应在合理范围内选取较小的切削速度、进给量和切削深度,以降低被加工材料表面残余应力,减小表层金属塑性变形范围,延长工件使用寿命。     

车铣加工表面残余应力的研究

金属切削用量对工件的表面残余应力有着重要的影响.通过单因素正交车铣残余应力实验,研究了车铣加工65#钢时,分别改变切削速度vc和轴向进给量fa两个切削用量对已加工件表面残余应力的影响规律,并进行了理论分析.同时对比了车铣加工与一般车削加工的残余应力状态.研究结果表明随着切削速度vc的提高,工件表面残余拉应力随之增大,但当切削速度vc超过188.4 m/min时,工件表面残余拉应力急剧减小出现压应力;增大轴向进给量fa,工件表面残余压应力减小.     

碳纤维增强树脂基复合材料加工表面粗糙度对疲劳性能的影响

采用磨削和铣削(顺铣、逆铣)加工工艺获得不同表面粗糙度Sa的碳纤维增强树脂基(CFRP)复合材料试样并进行拉-拉疲劳试验,基于刚度退化模型分析了加工表面粗糙度对疲劳性能的影响.结果表明:磨削、顺铣和逆铣试样的Sa分别为1.2,3.2,5.9μm;磨削试样0°纤维铺层表面纤维缺失,存在空隙,铣削试样在45°纤维铺层表面存...     

刀具姿态对H13模具钢加工表面残余应力的影响

测量高速铣削条件下采用不同刀具姿态加工淬硬H13模具钢后的残余应力,实验结果表明:不同的刀具姿态对表面残余应力幅值有较大影响;相同的刀具姿态,切削方式不同也会影响表面残余应力的变化趋势。实验结果显示逆铣条件下前倾角15°、侧倾角-15°时表面残余压应力最大。分析刀具刃线与工件的接触几何模型特征,得出铣削后残余应力分布规律,优化高速铣削刀具姿态参数。     

超声振动铣削加工Ti6Al4V的表面残余应力研究

建立了包含振动铣削、移除铣刀、载荷释放及降温等多个分析步的超声振动铣削三维有限元模型,对铣削表面的残余应力进行了仿真。通过有限元计算,得到了不同振动参数和铣削用量条件下加工表面的残余应力大小与分布情况,并根据振动切削表面残余应力的影响机制对仿真结果进行了分析。研究结果表明,对工件施加超声振动后,切削表面残余拉应力值明显减小;振动参数和铣削速度对残余应力的影响较大,而进给量对残余应力的影响较小,并通过相关实验验证了有限元仿真结果的正确性。     

辅助支撑对薄壁件加工变形影响的数值模拟

为研究辅助支撑在薄壁件铣削加工中对工件变形的影响,运用商业有限元分析软件Abaqus,在有、无辅助支撑两种条件下．对薄壁件的铣削过程进行了数值模拟,并获得了加工后薄壁件的变形数据。通过对比这两种数据得知,在薄壁件铣削过程中增加辅助支撑是控制工件变形的一种简单易行的工艺,为进一步研究控制薄壁件铣削加工变形提供了依据。     

钛合金薄壁框架铣削变形控制技术研究与应用

钛合金薄壁框架结构呈弱刚性,加工精度高,加工过程中易产生铣削变形和装夹变形,所以对加工工艺的要求极高。为了提高钛合金薄壁框架的加工质量,控制加工过程中产生的铣削变形和装夹变形,通过分析切削三要素、刀具路径、工件结构、工艺系统刚度、残余应力对铣削变形的影响,分析工艺装备对装夹变形的影响,制定了优化切削三要素和刀具路径、增加工件刚性和工艺系统刚性、减少工件残余应力等控制铣削变形和装夹变形的措施,并应用在钛合金薄壁框架加工中。加工结果表明,采取上述控制措施,可减小钛合金薄壁框架的铣削变形,提高加工质量。     

基于ABAQUS的骨铣削残余应力分析

在骨科手术中,已加工骨表面的残余应力会影响骨裂纹生长以及骨表面质量。为研究铣削参数对骨材料已加工表面残余应力的影响,通过ABAQUS软件对球头铣刀铣削皮质骨进行有限元仿真,并验证了模型的正确性,设计了主轴转速、进给速度和铣削深度对残余应力的单因素试验。研究结果表明：表面残余应力与进给速度呈负相关,与铣削深度呈正相关;残余应力随主轴转速的增加呈先上升后下降的趋势,转速2000r/min为转折点。合理的铣削参数可以控制皮质骨已加工表面残余应力,从而提高骨科手术质量。     

切削中残余应力释放对工件加工变形影响研究

为了研究加工过程中毛坯初始残余应力的释放对加工变形的影响,在弹塑性理论的基础上,建立了三维铣削仿真加工变形场的有限元分析模型,利用位移约束转换和"单元生死"技术仿真了加工过程中工件装夹和材料的去除。通过仿真数据与实验数据相比较,结果表明:工件毛坯残余应力在铣削加工过程中对称释放有利于减小工件加工后变形。     

薄壁零件高速铣削加工变形模型及变形规律研究

针对集中载荷作用下薄壁零件(两邻边固定、两邻边自由的矩形)的变形问题建立静态铣削力模型。利用ANSYS 14.0有限元软件进行仿真加工,研究了铝合金薄壁件在数控铣削过程中切削力不变时,零件在长度和高度方向的变形情况以及不同铣削力对变形的影响。得出薄壁零件在顺铣过程中的变形规律并提出了预防措施。     

GH4169铣削残余应力研究及工艺参数优化

GH4169材料在航空、航天热端部件的制造中应用较多,为了改善GH4169材料的工件疲劳寿命、提高加工效率,文章设计了GH4169铣削工艺参数与工件表面残余应力之间的正交试验。通过试验,建立了铣削参数与铣削表面残余应力之间的经验公式,分析了铣削参数对铣削表面残余应力的影响规律。另外,应用遗传算法,以铣削表面残余应力、材料切除率的期望值为优化目标,对铣削参数进行了多目标优化,并对优化结果进行了试验验证。结果表明：切削速度对X、Y向残余应力的影响是最主要的,每齿进给量对于X向残余应力的影响次之,对于Y向残余应力的影响最小;切削深度对于X向残余应力的影响最小,对于Y向残余应力的影响次之;较小的切削速度和较大的每齿进给量有利于获得期望的表面残余应力,切削深度的变化对残余应力的影响较小;优化的铣削参数组合为：vc=26.64 m/min,ap=0.45 mm,fz=0.10 mm/z,ae=0.25 mm,可以降低GH4169材料表面残余拉应力,提高切削效率,为GH4169零件铣削参数的选取提供依据。     

微铣削高温合金GH4169表面残余应力分析与预测优化

运用ABAQUS有限元软件对硬质合金立铣刀微铣削高温合金GH4169进行仿真,建立了三维微铣削有限元模型,分析了主轴转速、每齿进给量、轴向切削深度的改变对工件逆铣侧面残余应力的影响。分析结果表明:工件表面残余应力随着主轴转速的增大而增大;因刀刃半径的存在和尺寸效应的作用,残余应力随每齿进给量的增大先增大后减小;残余应力随铣削深度的增大而增大。最后运用神经网络群遗传算法以最小残余应力为目标对残余应力进行了预测和切削参数优化,得到了基于最小残余应力的最佳切削用量组合。     

金属切削工件表面完整性的控制研究

在常规铣削加工过程中,由于刀具切削工件材料的变形本质决定了只能获得中等加工尺寸精度,而且铣削加工的已加工表面粗糙度值较大,而磨削加工往往是作为最终精加工的手段之一,人们希望得到更小的表面粗糙度值和更高的尺寸加工精度,就这两种加工方式而言,无论哪一种加工方式,都不可避免地会在工件已加工表层中产生残余应力,残余拉应力会引发金属疲劳,而残余压应力的产生可以提高工件的抗疲劳强度。针对所存在的残余应力的这一现象,作者实验观察发现:若是在对工件进行切削加工过程中,能采用液氮实时对工件表面进行冷却处理,就能对工件表面质量以及表面残余应力实现人为的主动控制,从而获得更为理想的工件表面加工质量。     

基于UG的航空薄壁件加工工艺研究与实践

针对航空薄壁工件的壁薄以及结构复杂,在加工时会出现刚性低、材料去除率高以及易发生干涉等难点,分析了薄壁件加工变形与残余应力的主要影响因素。为保证在加工过程中薄壁件的刚度,研究制定了薄壁件铣削加工方案,剖析了薄壁件的结构特点,展开了加工工艺研究。根据机床特点利用UG CAM设置参数并进行后置处理,生成了相应的走刀轨迹,并运用VERICUT进行仿真加工,将验证后的加工工艺应用于实际加工中,实现了薄壁件高效率、高精密、高可靠性的数控加工。