钛合金插铣加工切削力试验及工艺参数优化

钛合金整体叶盘结构复杂,制造难度大。应用插铣技术加工整体叶盘能够有效解决上述问题,插铣工艺参数的优化对发挥插铣加工优势具有重要作用。通过插铣钛合金试验研究,探讨工艺参数对切削力的影响规律;根据试验数据建立切削力预测模型,并对模型进行检验;最后以切削力与金属去除率为目标,基于MATLAB进行工艺参数优化,可为钛合金整体叶盘高效切削提供理论参考及技术支持。     

基于切削力的数控加工优化

<正>起初,基于切削力的数控加工程序优化帮助贝尔直升机公司(Bell Helicopter)的驱动系统中心提高了钛合金加工效率现在,这种方法还可以用于提高其它材料的数控加工效率。     

基于数控铣削加工时域仿真的工艺参数优化

在瞬时刚性铣削力模型基础上,实现了铣削力、机床主轴切削扭矩和功率、刀具变形及切屑厚度的仿真,并提出了基于铣削加工过程时域仿真的加工工艺参数优化方法。实验证明该方法简单实用,有效提高了材料去除速率和机床的主轴功率利用率,从而使机床的加工效率明显提高。     

难加工材料加工切削力机理研究现状

难加工材料具有强度高、强化因数高、塑性高、韧性好、导热系数低、耐磨性好等优点,切削时会出现大切削力,刀具磨损严重。对难加工材料加工切削力机理的研究现状进行了介绍,具体包括直角或斜角切削的切削力、立铣刀切削力理论预报模型。     

钛合金冷风加工切削力试验研究

采用正交试验方法,组合多组切削参数,在冷风降温条件下,对切削力实时数据进行采集.直观上,对比分析了干式切削力和冷风切削力的大小;理论上,运用最小二乘法原理,对实验数据进行多元线性回归分析,建立了适用于冷风加工条件下的切削力经验公式,从而找到了冷风条件下切削力的变化规律.     

数控车削加工切削力的预测研究

应用六西格玛原理对数控车削加工钛合金材料进行正交切削试验,通过采集三向切削力信号,对数据结果进行分析,找出在正交试验范围内切削用量对切削力的影响规律,并通过对数据进行因子刻画,提出了一种在缺乏切削力经验公式和检测条件下进行切削力预测的有效方法,为优化切削加工条件提供了重要依据。     

基于切削力信号时域频域特征融合的刀具磨损监测

从时域、频域提取了切削力信号特征参数随着刀具磨损量增加的变化规律,提取了切削力信号的峰值因子、Kurtosis系数和频段带能量作为刀具磨损量监测特征参数,并将各个特征量构成的特征矢量输入改进的多层反传神经网络进行融合,实现钻削过程刀具磨损量的智能识别。试验结果表明,该方法具有较高的识别精度和较强的抗干扰能力。     

切削力作用下汽车轮毂柔性加工夹具设计与分析

传统的装夹尺寸固定单一,限制了规模化的汽车轮毂柔性生产。从经济角度和适用性考虑,设计了一种汽车轮毂柔性加工夹具,以旋转直线组合式液压缸作为动力源,实现夹爪对不同型号轮毂的自动定心和夹紧。首先,建立夹具结构的物理模型,分析夹具的夹紧行程;其次,分析切削力作用下对夹具与被加工轮毂间的夹紧力性能进行分析;最后,以A365铝合金汽车轮毂的实际加工验证夹具设计的性能。     

环形铣刀五轴加工切削力预测

通过对环形铣刀的几何特性进行分析,考虑五轴加工中的前倾角和侧偏角,运用实体—解析法获得五轴加工中刀具与工件的切削域,并将环形铣刀沿刀轴方向离散成诸多圆盘,将圆盘投影至切削域中,从而获得刀具在不同旋转角度中的切入和切出角。建立了五轴加工中的切削力模型,并对9组不同倾角下的切削力进行仿真与试验。结果表明,试验所测得的切削力与MATLAB仿真预测下的切削力具有一致的吻合性,验证了环形铣刀五轴切削力模型的正确性。     

硬质合金激光超声辅助加工切削力特性

钨钴类硬质合金作为一种典型的难加工材料,具有良好的综合性能,在此类材料的加工中,采用传统的加工方式存在刀具极易磨损严重、加工精度低、效率低等缺点,难以满足实际生产的要求。文中将精密切削方法与特种加工理论相结合,提出了采用二维超声振动和激光加热复合辅助精密加工的方法。文中基于正交试验,对硬质合金激光超声辅助加工的切削力特性进行了研究,通过极差分析和趋势图分析,得到了切削用量和激光功率对切削力的影响规律和趋势,采用回归分析的方法 ,建立了三向切削力的经验模型,并对该模型进行显著性分析。研究表明:激光功率和背吃刀量对切削力有较显著的影响,而进给量和主切削速度对切削力的影响相对较小。随着激光功率的增加切削力逐渐降低,随着背吃刀量的增加切削力逐渐升高。运用回归分析方法获得的经验公式显著性强,为复合条件下切削力的控制提供有力的依据。     

TBM盘型滚刀不同磨损状态下的切削力预测

基于ABAQUS/Explicit非线性显式动力学有限元计算,分析了滚刀在不同磨损厚度和不同磨损刃角的受力,以及滚刀与岩石的接触压力。计算结果显示,在不同磨损条件下,滚刀所受的贯入力是滚动力的3倍,侧向力可以忽略不计。在均匀磨损条件下,滚刀受力和接触压力随磨损加剧也快速增大。在刃角磨损条件下,滚刀受力和接触压力不随刃角变化成比例增加,具有一定随机分布特性,其最大值和无磨损滚刀受力最大值差异较小。这些结论为TBM的结构设计、滚刀的寿命预测和动力学分析提供了参考依据。     

深孔镗削加工颤振的多传感器监测与时域特征分析研究

深孔零件广泛应用于国家重点行业,对于精密高效加工工艺、专用刀具设计制造、加工误差在线检测与控制提出了极高要求。加工状态监控是在线抑制加工颤振、提升加工过程可靠性的有效途径。采用电涡流位移传感器、振动加速度传感器和声压传感器,提出一套可行的镗孔颤振监测方案并采集相关信号,研究表明：通过时域图和频域谱阵分析稳定加工阶段、过渡阶段和颤振产生阶段的信号直观变化规律;采用EMD信号分解实现信号的预处理,提取每个IMF分量的能量占比,根据能量占比选取前5阶IMF分量代替原有信号,消除无用的低频噪声,实现信号的去噪;综合考虑均方根、绝对平均值、方根幅值、方差、偏度、峭度、峭度指标等时域特征与频域特征,得到了颤振产生与信号特征之间的关系,随着颤振的产生与幅值相关的时域特征呈现上升趋势;功率谱熵、分形维数和L-Z复杂度指标呈现下降趋势。     

球头铣刀加工倾角对切削力的影响

对球头铣刀刀具轴线和工件加工表面之间的加工倾角进行了理论研究,建立了加工曲面时刀具倾角的数学模型,并通过试验研究了高速铣削铝合金时刀具倾角对切削力的影响规律。随着刀具轴线相对于进给方向倾斜角度β的增大,切削力变化的趋势是减小;编制多轴数控加工程序时可以通过设置合理的刀具倾角来改善切削条件。     

微切削加工的切屑变形及切削力

本文从分析微切削加工表面的形成机理入手,在考虑刀具钝圆半径存在的条件下,分析了切削表面的形成过程和微切削加工中切削变形系数,在理论上阐明了微切削加工中的切屑变形及切削力情况。在进一步实验的基础上,探明了微切削加工中,切削速度、进给量、切削深度、刀具材料及工件材料等影响切屑变形及切削力的因素。得出了微切削加工中的切屑变形系数要大于常规切削加工的切屑变形系数,减小刀具钝圆半径会减小刀具后刀面与工件的接触长度,并且会减小切削刃以下部分金属的变形,有利于获得高质量的加工表面的结论。     

铣削加工切削力的有限元分析与试验

有限元技术在金属切削过程分析中得到日益广泛的应用。在对铣削加工过程中的切削力进行理论分析的基础上,建立了整体铣刀对薄壁零件进行铣削加工的三维有限元模型。通过改变模型中的轴向和径向切削深度,对切削力的变化趋势进行分析,并进行了切削试验验证。结果表明,在1-3mm范围内,随着径向和轴向切削深度的增加,切削力呈增大趋势;当改变轴向切削深度时,模拟得到的切削力与试验测量结果变化趋势一致。     

镗削加工切削力模型系数的识别

由于镗刀刀尖圆弧半径、刀具几何形状和刃倾角的变化,同时受断屑槽和刀一屑接触长度的限制,镗削时刀片前刀面的面积变化情况复杂。以下介绍的模型识别切削系数可以建立符合实际应用的力学模型。     

型腔模具拐角高速加工的切削力研究

在型腔模具的高速铣削中,拐角处切削力的突变会影响加工的质量和加工效率。拐角高速铣削中,对影响切削力的主要因素有进给速度、轴向切深、径向切深和主轴转速。为了研究拐角加工中切削参数和切削力的关系,先进行了一系列的单因素实验,然后进行四因素四水平的正交试验,通过线性回归正交实验法,建立拐角铣削力预测模型。对该预测模型进行了回归方程和回归系数的显著性检验,证明了该预测模型的显著性及得出各因素的对切削力的影响顺序。该模型可用于高速拐角加工中预测切削力及合理选择铣削参数。     

高速加工切削力影响因素的有限元分析

通过理论分析和有限元模拟,对AL6061铝合金高速切削过程中的切削力影响因素进行了比较分析.在其他条件不变的前提下,分别改变摩擦系数、切削速度、背吃刀量和进给率,模拟结果表明:随着摩擦系数、背吃刀量和进给率的增加,切削力逐渐增大.对结果进行回归分析得到,切削力和进给率成线性关系,背吃刀量影响最大,进给率次之,摩擦系数最...     

低碳钢冷风加工切削力经验公式的建立

采用正交试验方法,组合多组切削参数,在冷风降温条件下,对切削力实时数据进行采集.运用最小二乘法原理,对实验数据进行多元线性回归分析,建立了适用于冷风加工条件下的切削力经验公式,从而找到了冷风条件下切削力的变化规律.     

高速切削加工中切削力的应用研究

通过采用一种新型的试验装置,可重现在了较大的切削速度范围内(从15～100m/s),正交切削下的切削过程.该试验设备可以记录在正交切削下的切削过程中法线方向上和切线方向上的作用力数值.从而在很大的切削速度范围内,可以对刀具和切屑之间的摩擦力进行分析.给出了切削力的分力变化和摩擦系数变化的情况.此外,通过可以使用一台高速摄影机,记录了高速加工中,切屑的形成过程的图像.