难加工材料高速切削过程中切削力的非线性特征规律析因研究

综合应用析因试验设计与拉丁超立方抽样试验设计,对难加工材料马氏体不锈钢进行了高速铣削试验。在分析其切削力的非线性特征规律基础上,建立了高速切削难加工材料工艺中切削力与背吃刀量、每齿进给量和切削速度之间的非线性数学模型。试验结果表明,高速切削难加工材料时,背吃刀量和每齿进给量之间的交互作用对切削力有显著影响;切削力与切削用量间确实存在非线性特征规律;切削用量对切削力的影响效应随切削用量的变化而发生改变。     

微细切削的尺度效应研究

重点阐述了微切削中尺度效应对切削力和加工表面粗糙度的影响 ,通过切削试验测定了在微切削过程中切削用量对切削力和表面粗糙度的作用规律 ,并绘制了相应的曲线。在对数据分析的基础上 ,初步验证了微切削中的尺度效应理论。     

20Cr钢的干切削性能研究

选用Ti N涂层YT15刀具和与之几何参数相同的未涂层YT15、YW2硬质合金刀具,利用单因素控制变量法改变切削用量参数对20Cr钢进行干切削试验,得到了三种刀具的切削试验结果,并对切削温度、切削力与切削用量之间的规律进行分析。在Deform-3D软件中建立20Cr钢的材料模型,对其切削过程进行仿真试验,比较并分析仿真值与试验值。结果表明:影响切削力的最大因素是背吃刀量,其次是进给量和切削速度;而影响切削温度的最大因素是切削速度,其次是进给量和背吃刀量;Ti N涂层能够有效降低切削过程中产生的切削力和切削温度;切削力仿真结果与试验数据的误差在2.1%-11.8%之间,验证了用有限元仿真软件对20Cr钢干切削切削力的预测是可行的。     

微细铣削7075铝合金的切削力研究

为研究切削用量对微细铣削7075铝合金切削力的影响,采用正交试验法进行微细铣削7075铝合金的切削仿真研究,得到多组不同的切削力。对微细铣削仿真结果进行极差分析,得到切削用量对切削力影响程度的主次顺序及最优切削方案。通过微细铣削7075铝合金的切削试验,将仿真和试验结果作对比分析,验证了微细铣削仿真模型的准确性及合理性。在此加工仿真模型基础上,进一步采用单因素试验法进行了微细铣削仿真,分析了微细铣削7075铝合金时不同切削用量对切削力的影响规律。研究结果表明：切削用量影响微细铣削7075铝合金切削力的主次顺序从大到小依次为背吃刀量、切削速度和每齿进给量;背吃刀量与切削力成正比,切削速度则与之成反比。     

新一代数控车床样机切削力测试试验研究

设计了切削力测试试验,对数控车床切削45钢切削用量对切削力的影响进行了试验研究,重点分析了切削用量对主切削力的影响规律。设计了切削用量对切削力影响单因素试验和正交试验,并对试验结果进行了分析,根据正交试验结果对主切削力经验公式进行了拟合,结果表明:切深和进给速度对切削力的影响显著,切削速度对切削力的影响不显著,该经验公式具有较高的预测精度。     

高速铣削Mg-Al-Zn-Mn系镁合金时切削力影响因素析因偏回归研究

在切削速度471.24～942.48 m/min,每齿进给量0.05～0.2 mm,背吃刀量2～4 mm范围内,研究了高速端面铣削Mg-Al-Zn-Mn系镁合金过程中主切削力的变化规律,并从切削变形机理上进行了讨论与分析.通过L8(23)析因分析与偏回归分析,考察切削用量对铣削力的影响规律,使用残差分析与最小二乘法等统计方法,建立了主切削力与切削用量的经验公式.研究结果表明:高速铣削时,背吃刀量和每齿进给量是对主切削力有显著影响的效应因素;在试验速度范围内,随切削速度的增大,主切削力将成下降趋势;在选定的切削用量范围内,实际测量切削力与由经验公式计算结果较为吻合.     

高强度钢高速加工时切削力尺度效应特征规律研究

在切削速度118m/min～463m/min,每齿进给量0.078mm/z～0.2mm/z,切削深度0.2mm～1mm范围内,研究高速端面铣削某新型高强度钢材料(>42HRc、抗拉强度σb>1.2GPa)过程中切削力的变化规律,考察切削用量对铣削力的交互影响与尺度效应规律,并从切削变形机理上进行讨论与分析,使用残差分析与最小二乘法等统计方法,建立切削力与切削用量经验公式。研究结果表明:高速铣削时,切削深度、每齿进给量和两者之间的交互作用为对主切削力有显著影响的效应因素;该类型高强度钢的单位铣削力为45调质钢的1.0729倍～1.7917倍;非自由切削过程在高速切削条件下将会引发切削力的尺度效应。     

车削TA15切削力的试验研究与分析

通过单因素和正交切削试验对TA15进行车削加工,分析切削用量对切削力的影响规律,结合极差分析研究切削用量对切削力影响的主次关系,得到最优切削参数。结果表明:切削深度对切削力的影响最大,其次为进给量,切削速度对切削力的影响最小;由于在车削加工中切屑形态对切削力造成一定的影响,切削力随进给量和切削深度的增加而增大,随切削速度的增加呈现波动的趋势。     

基于正交试验的高速切削淬硬模具钢的切削力研究

通过正交设计方案,对淬硬到60HRC的冷作模具钢Cr12MoV进行高速车削切削力试验,分析了切削用量和刀具变量对切削力的影响规律,并建立了切削力的经验公式。得到如下结论:切削用量中,切削速度对切削力影响最小,进给量和背吃刀量对切削力影响较大;三个方向力中,轴向力最小,径向力和主切削力相接近,与常规切削相比,径向力偏大;小刀尖圆弧半径的PCBN刀具是进行高速切削淬硬钢时的理想刀具;经验公式预测值与实测值之间存在约5%-20%的误差。     

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。     

硬质合金立铣刀高速铣削铝合金切削力实验研究

采用试验分析和经验建模相结合的方法对硬质合金立铣刀高速切削铝合金时的切削力及其变化规律进行了研究,重点分析了切削用量对切削力的影响规律。同时通过建立切削力在不同主轴转速下的时频信号间的联系,进一步揭示切削力对切削机理、表面质量和切削效率等的作用规律。建立了基于现场的7075铝合金切削力经验模型,试验结果表明,利用该经验模型对切削力进行预测,结果精确可靠。     

高速铣削中切削力的研究

在高速铣削试验的基础上，研究高速切削时切削速度对切削力的影响。结果表明，在切削速度较低的情况下，切削力随切削转速的增加而增大，但达到某一临界速度后，随着切削速度继续增大，剪切角增大，造成切向切削分力下降。不同刀具材料与工件材料的匹配在不同切削条件下有不同的临界切削速度。     

高速切削条件下难加工材料表面粗糙度影响因素析因研究

综合应用析因设计与均匀设计 ,在切削速度 118～ 314m/min范围内用Ti(Al,N)硬质合金刀具对难加工材料中硬度为 30HRC的马氏体不锈钢进行了高速端面铣削试验研究。在多元线性回归基础上建立了表面粗糙度与切削用量之间的经验公式。研究结果表明 ,高速铣削马氏体不锈钢时 ,每齿进给量、铣削深度和两者之间的交互作用是对表面粗糙度有显著影响的效应因素 ,所得经验公式的模型适合度检验结果较为理想。     

高速铣合金铸铁实验结果的稳健设计优化分析

针对高速切削新型合金铸铁类难加工材料时,因刀具磨损严重而导致刀具成本高的问题,采用成本较低的硬质合金刀具对Cr15Mo工件进行了铣削实验,研究了切削参数对切削力和表面粗糙度的影响,获得了可达到磨削加工效果（Ra=0.4 μm）的最佳参数组合,即切削速度vc=800 m/min,轴向切削深度ap=0.4 mm和进给量f=0.6 mm/r。基于稳健设计优化原理对实验结果进行了理论分析,研究结果表明：理论分析结果与实验结果具有很好的一致性,为同时实现高速、高质量和低成本加工的多目标参数优化方法提供了一种有效的途径。     

切削速度影响切削力的有限元模拟

运用有限元数值模拟技术对三维金属切削过程进行仿真。分析了切削速度对切削力的影响,并对仿真数据进行拟合处理,导出了不同方向上切削力与切削速度的关系式。探讨了刀具和工件不同阶段应力变化特征。模拟结果表明,刀尖处等效应力最大,切削力在低速切削时,随切削速度的增加而增大,当到达某临界速度时,将随着切削速度的增加而减小。     

高速铣削时铣削力的研究

基于数控机床动力学测试分析和仿真系统,求得加工时的切削稳定域,确定加工参数的范围。在其它参数不变的情况下,通过对求得的切削力和功率的分析,得到转速高的铣削力相对较小,刀具螺旋角对铣削力的影响较小,切宽与铣削力不呈线性关系,切深与铣削力呈线性关系。文中对高速加工参数的选择有一定的指导意义。     

PCBN刀具断续干式切削淬硬钢Cr12MoV切削力研究

基于正交试验设计,使用PCBN刀具进行断续干式车削淬硬工具钢Cr12MoV试验,测得在不同切削参数下的切削力.运用极差分析与方差分析方法,研究各切削参数对断续切削时瞬态冲击力与准静态切削力的影响.应用SPSS软件对准静态切削力进行分析,得出准静态切削力的经验公式.研究结果表明：断续切削方式下,在切削参数中,背吃刀量对瞬态冲击力有显著影响,切削速度和背吃刀量均对准静态切削力影响较大;经验公式对准静态切削力的预测平均误差约为6.3％.