TiAI合金薄壁件铣削加工切削力与表面粗糙度研究

钛铝合金是一种新型的轻质高温结构材料,拥有良好的物理和力学性能,适用于航空发动机叶片等领域.通过用球头铣刀铣削加工钛铝合金薄壁件的正交试验,分析了切削参数对铣削钛铝合金薄壁件切削力和表面粗糙度的影响,建立了基于切削参数的切削力及表面粗糙度的指数预测模型.研究表明,对切削力的影响因素重要性由大到小依次为轴向切深和每齿进给...     

TC4钛合金铣削力及表面粗糙度分析

铣削力和表面粗糙度是评价工件加工工艺质量的重要指标,特别是对于薄壁件的加工,过大切削力会使零件产生弹塑性变形,造成零件过切或欠切,从而严重影响工艺质量.本文通过多因素正交实验,研究了各铣削参数对铣削力及表面粗糙度的影响程度,并建立了铣削力及表面粗糙度的经验预测模型.结果 表明,在铣削力方面,铣削深度和每齿进给量的影响高...     

钛合金薄壁件超声振动辅助铣削工艺研究

在钛合金薄壁件的铣削加工过程中,存在薄壁件变形大、加工精度低等问题,为此,提出了一种基于超声振动的辅助铣削加工工艺方法。首先,分析了钛合金材料的切削变形机理,得到了影响工件变形的关键因素,为后续参数指标分析提供参考;然后,利用ABAQUS有限元仿真软件,对钛合金薄壁件的形变和受力情况进行了分析,讨论了超声振动的作用机理及其对切削力的影响;最后,在超声辅助条件下,通过单因素试验,研究了不同工艺参数对薄壁件铣削形变量的影响规律。研究结果表明：超声振动辅助加工可有效解决薄壁件铣削变形问题,大幅提高其加工精度;随着主轴转速和超声功率的增加,薄壁件的变形量呈逐渐降低的趋势;而随着进给速度的增加,薄壁变形量呈逐渐增加的趋势。该试验结果与仿真结果基本一致,与理论值的平均误差在5%以内,由此可见,该结论可为钛合金薄壁件铣削加工中参数的选择和优化提供参考。     

薄壁零件铣削分析及变形研究

以Ti6Al4V钛合金为研究对象,对薄壁件的铣削过程从解析、仿真和试验三个方面进行对比研究。在力学分析的基础上建立了整体立铣刀的瞬态切削力模型,在立式铣床上对该解析模型进行了试验验证,采用有限元方法分析了y向力对薄壁零件加工表面法向上变形的影响,采用MATLAB遗传算法以最小切削力等为目标对铣削参数进行了优化。     

69111铣削加工参数优化研究

针对69111不锈钢材料的难加工性,设计四因素四水平正交切削实验,探索不同工艺参数对69111材料加工的影响规律。以铣削力和表面粗糙度为目标进行工艺参数优化。采用极差分析方法对铣削力数据进行处理,获得不同工艺参数对铣削力影响序列,同时采用非线性回归方法,获得切削力经验公式,为切削力的预测提供理论依据;对表面粗糙度值进行极差分析,获得不同工艺参数对Ra的影响程度,综合工艺参数对切削力和表面粗糙度的影响进行工艺参数优化,为实际生产69111材料高速高效加工提供支持。     

钛合金薄壁件相关铣削力模型的试验研究

采用五因素—五水平正交实验法对钛合金薄壁件进行铣削试验,对铣削力进行极差分析,同时分析加工参数对铣削力的影响;建立钛合金薄壁件铣削力模型,同时验证了模型的准确性,为后续的钛合金薄壁件理论和试验研究提供了基础。     

TA15钛合金铣削试验及磨损分析

针对刀具磨损、切削力、粗糙度和铣削长度的关系,在切削液的条件下铣削TA15钛合金,研究硬质合金刀具整个加工过程中的刀具磨损、切削力、表面粗糙度和加工长度的关系,同时研究了刀具磨损对切削力和粗糙度的变化关系。结果表明:切削力随着铣削长度的增加而增加,涂层刀具的初期磨损阶段刀具磨损量及切削力上升缓慢;钛合金工件粗糙度随着铣削长度的增加先显著降低,再平稳上升,后显著上升;切削力随着刀具磨损增加而增加,粗糙度随刀具的磨损先显著降低,再逐渐增加。     

钛合金型面侧壁铣削力建模与仿真

钛合金型面件侧壁的铣削一般采用整体硬质合金立铣刀进行加工,因切削力的影响,加工过程较难控制且会产生零件变形,对铣削力进行建模和预测是控制加工变形的有效措施。通过圆柱螺旋立铣刀微元切削力矢量求和及合成,建立了整体立铣刀侧面铣削过程中的瞬态切削力预测模型;采用不同进给速度条件下的铣削力辨识试验,并对平均切削力试验数据进行数值线性拟合,获得了钛合金侧面铣削试验圆柱螺旋立铣刀的剪切力和犁耕力系数。计算了不同切削参数下的四刃整体硬质合金立铣刀的瞬时切削力,并结合钛合金侧面铣削试验验证了所建立的仿真模型的有效性。这为钛合金结构件侧面铣削加工工艺参数的制定和优化选择提供了理论指导依据。     

钛合金TC11插铣铣削力建模与分析

以钛合金加工为例,通过对钛合金插铣铣削力的实验测量,利用统计分析软件SPSS进行回归分析,对插铣过程中铣削力随切削参数的变化规律进行了系统研究,并根据正交实验给出了钛合金的切削力经验公式,对于加工该种材料时切削参数的优选具有一定的实际意义.     

钛合金铣削功率预测技术研究

针对现有钛合金铣削功率公式计算误差大,相关数据较少,经验公式系数识别不准确等问题,基于解析几何的方法得到切向切削力与测力仪测量值之间的数学关系,研究了切向切削力与切削力系数的关系,提出了一种方便、可行的识别钛合金功率预测模型系数的方法,考虑了刀具前角和切削速度对切削力系数的影响,修正了钛合金铣削功率预测模型。试验结果表明,提出的TA15退火状态下的铣削功率预测模型计算结果误差较小,可以比较准确预测钛合金铣削功率。     

基于铣削力的机油泵盖铣削变形分析

针对薄壁零件铣削加工中的变形问题,基于铣削力经验公式模型,结合UG、HYPERMESH和ABAQUS等软件,建立了2A12铝合金机油泵盖的有限元分析模型,并进行了铣削变形有限元模拟和分析研究,获得了机油泵盖的基本变形规律,为进一步研究和控制薄壁件加工变形提供依据。     

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。     

基于液氮低温冷却的钛合金铣削技术研究

针对钛合金难加工特性导致的切削力大、切削温度高和刀具寿命低等问题,通过研制与数控加工机床集成应用的液氮冷却施加装置,进行液氮低温冷却条件下钛合金铣削试验研究,测试干切削、切削液浇注、微量润滑和液氮冷却方式下铣削钛合金的切削力、表面粗糙度进行对比分析,并且进行了不同加工刀轨条件下冷却方式对刀具失效形式影响的试验研究,研究结果表明:在切削速度120 m/min的情况下,液氮低温冷却方式有利于减小切削力和表面粗糙度,而且能够有效抑制刀具崩刃的产生,比切削液浇注的方式能更有效地提高刀具寿命。     

切削用量对TC4薄壁件铣削力的影响

TC4薄壁零件刚性较低,切削力容易使工件变形。为了提高加工质量,研究了切削用量对铣削力的的影响规律,并建立了和铣削力相关的经验公式。结果表明:切削力Fx和Fy与切削速度呈负相关,而切削力Fz与切削速度呈正相关;切削力Fx、Fy随每齿进给量、轴向以及径向切削深度的增大而增大,其中对切削力影响最大的因素为径向切深。     

基于最佳铣削温度的Ti40阻燃钛合金铣削工艺优化

为优化Ti40阻燃钛合金铣削工艺,采用最佳铣削温度原理对铣削参数进行了试验研究。首先采用正交试验,通过回归分析建立了铣削温度和参数之间的经验公式,分析了铣削用量中,各参数对铣削温度的影响程度大小;后采用单因素刀具磨损对比试验方法,确定最佳铣削温度值,并进一步计算得到最佳铣削温度下切削用量经验公式,并通过试验进行了验证;最后,对不同铣削温度下的表面粗糙度进行了试验对比分析。结果表明：铣削Ti40阻燃钛合金工件的最佳铣削温度为437℃左右;经切削试验验证,基于最佳铣削温度优化出的铣削用量与刀具磨损结果是一致的,同时,经测量对比,最佳铣削温度下铣削加工可以获得较好的表面粗糙度,均表明采用最佳铣削温度优化切削工艺的方法是可靠的。     

航空薄壁件三维铣削过程的有限元仿真

铣削加工中铣削力是导致加工变形的直接原因,而航空薄壁件加工中,加工变形是加工误差产生的主要因素。通过有限元法对航空薄壁件的铣削过程进行三维仿真模拟,揭示了切削深度、切削速度以及摩擦因素对切削力的影响。     

6061铝合金球头铣刀铣削力模型的实验研究

根据4因素4水平法正交实验法设计实验方案,运用正交回归分析方法建立了球头铣刀切削力经验公式,对该回归方程和系数进行显著性检验,并通过铣削实验.验证所求公式的准确性.文中利用试验方法分析了铣削用量与铣削力的相互关系,为进一步优选铣削用量和薄壁件变形分析奠定了扎实的基础.     

基于正交试验法的钛合金铣削试验及分析

采用四因素四水平正交试验法对钛合金工件进行铣削试验,通过分析稳定切削图谱,并对铣削力进行极差分析,建立钛合金工件切削经验公式;同时分析加工参数对铣削力的影响,给出以铣削力最小为优化目标的各工艺参数,为后续的钛合金工件切削加工的理论和试验研究提供基础。     

单板层积材铣削切削力试验研究

研究了不同切削方向,不同铣削参数对单板层积材铣削过程中切削力的影响规律,从而为实际加工提供指导。试验结果表明,在一定铣削参数下,单板层积材纵向铣削和横向铣削时,纵向铣削的主切削力比横向铣削的主切削力大;切削速度对主切削力影响不是很明显;主切削力都随切削深度增大而增大,并得出了各自的主切削力与切削深度的线性回归方程,为实际切削加工提供了可供参考的经验公式。     

薄壁件铣削过程仿真与分析

针对薄壁件加工过程中易产生变形等问题,提出了利用有限元法对铣削过程进行三维仿真的方法,重点研究了LS-DYNA的动态接触算法,建立了薄壁件铣削加工的有限元模型,对工件变形及切削力的变化规律进行了分析.最后,利用分析结果对铣削参数进行调整与优化,可以减小工件变形,保证加工精度.