Experimental Study of Machinability in Millgrinding of SiCp/Al Composites

An attempt was made to investigate the machinability of Si Cp/Al composites based on the experimental study using mill-grinding processing method. The experiments were carried out on a high-speed CNC machining center using integrated abrasive cutting tool. The effects of combined machining parameters, e g, cutting speed(vs), feed rate(vf), and depth of cut(ap), with the same change of material removal rate(MRR) on the mill-grinding force and surface roughness(Ra) were investigated. The formation mechanism of typical machined surface defects was analyzed by SEM. The experimental results reveal that with the same change of material removal rate, lower mill-grinding force values can be gained by increasing depth of cut and feed rate simultaneously at higher cutting speed. With the same change of MRR value, lower surface roughness values can be gained by increasing the feed rate at higher cutting speed, rather than just increasing the depth of cut, or increasing the feed rate and depth of cut simultaneously. The machined surface of Si Cp/Al composites reveals typical defects which can influence surface integrity.     

线接触回转铣削外圆柱表面粗糙度分析

为了分析线接触回转铣削外圆柱工件表面加工质量,运用矢量运算方法建立了线接触回转铣削外圆柱工件运动学模型.根据刀齿包络原理,对工件横截表面理论粗糙度几何学形成机理进行了分析,并仿真了顺、逆铣加工条件下的刀齿轨迹.建立了顺、逆铣加工中线接触铣削外圆柱表面理论粗糙度的计算分析模型,提出了顺、逆铣加工理论粗糙度数值计算方法,并分析了各个加工参数对理论粗糙度的影响.经计算比较,该分析及计算方法能精确反映线接触回转铣削外圆柱工件表面理论粗糙度,为加工参数的计算、选择提供了理论依据.     

氧化锆义齿铣削工艺参数优化及其加工实验

为合理选择初次烧结氧化锆陶瓷义齿在铣削加工时的工艺参数以及加工路径规划方式,以提高加工效率及质量,建立以提高材料去除率和降低表面粗糙度为目标的函数,采用理想点法、最小偏差法和线性组合法,优化出精加工阶段的工艺参数;以磨牙冠表面加工为例,采用UG CAM系统规划刀具加工路径,粗加工采用型腔铣,精加工分别采用固定轴铣中的曲面铣削往复模式、区域铣削跟随周边模式及区域铣削往复模式3种规划方法.实际加工结果对比表明:在相同工艺参数及刀具条件下,区域铣削往复模式规划方法加工得到的牙冠表面质量最好.     

ZA22／Al_2O_3f复合材料的机械加工与表面粗糙度

通过对ＺＡ２２／Ａｌ２Ｏ３ｆ复合材料机械加工表面粗糙度的研究，得知合理选择切削参数是提高加工表面质量、降低表面粗糙度的重要手段。高的切削速度、小的进给量及小的切削深度对提高该复合材料的表面质量有益。在同一车削条件下，该复合材料表面质量优于ＺＡ２２合金及４５＃钢，且表面粗糙度随着ＺＡ２２／Ａｌ２Ｏ３ｆ短纤维体积含量的增加而降低。表明了该复合材料具有良好的加工性     

Investigation of Surface Roughness in High-Speed Milling of Aeronautical Aluminum Alloy

An approach is presented to optimize the surface roughness in high-speed finish milling of 7050-T7451 aeronautical aluminum alloy. In view of this, the multi-linear regression model for surface roughness has been developed in terms of slenderness ratio, cutting speed, radial depth-of-cut and feed per tooth by means of orthogonal experimental design. Variance analyses were applied to check the adequacy of the predictive model and the significances of the independent input parameters. Response contours of surface roughness were generated by using response surface methodology (RSM). From these contours, it was possible to select an optimum combination of cutting parameters that improves machining efficiency without increasing the surface roughness.     

镁合金低温切削性能及工艺参数优化

为改善镁合金的切削加工性能及加工表面完整性,优化切削加工工艺参数,基于拟水平法设计了四因素四水平正交车削试验,研究切削三要素以及切削介质（常温干切、液态二氧化碳和液氮）对ZK61M镁合金车削加工表面完整性的影响规律。实验结果表明：切削深度对切削力的影响最显著,进给量次之,切削速度的影响较小,低温切削能降低切削力,但对切削力的影响不显著;进给量对表面粗糙度和残余应力具有显著影响,随着进给量增大,表面粗糙度增大,并引入表面残余拉应力;冷却介质对表面粗糙度和表面残余应力具有次显著影响,相比于常温切削,采用低温切削能有效降低加工表面粗糙度,细化表层晶粒,增大表面残余压应力,同时,采用液态二氧化碳作为冷却介质的效果优于液氮。基于灰色关联分析得到ZK61M镁合金低温切削的最优工艺参数：v_c=100 m/min,f=0.05 mm/r,a_p=0.4 mm,采用液态二氧化碳作为冷却介质。用关联分析结果建立了工艺参数与加工质量间的响应预测模型,平均误差为7.93%。     

高速走丝模具钢气中线切割加工表面质量研究

为了提高电火花线切割精加工的精确度,采用高速走丝气中电火花线切割加工方法,对模具钢加工表面质量进行了实验研究,并和乳化液中的线切割加工表面质量进行了比较.实验结果表明,与传统线切割加工相比,气中线切割加工具有良好的直线度和高加工速度(金属去除率)等特点.当走丝速度提高时,气中及液中加工的直线度都明显变差,加工速度均降低,工件的表面粗糙度值均增大.随着工作台进给速度的提高,气中加工的加工速度呈现上升趋势.     

球头刀多轴铣削表面形貌建模仿真研究

基于铣削加工刀位轨迹,通过建立球头刀多轴铣削过程中切削刃上任意点相对工件运动的轨迹方程,求解铣削加工表面点形貌高度值.研究了进给方式、刀具倾斜方式、倾斜角度与主轴偏心等因素对加工表面形貌及粗糙度的影响.该算法的优点在于勿需对刀齿进行离散,也不需对工件进行三维网格划分,通用性好.仿真结果与实验及文献结果对比表明,算法对工件表面微观几何形貌和粗糙度的预测准确度高,对实际加工中合理选择加工参数具有指导意义.     

Analysis and prediction of surface roughness for robotic belt grinding of complex blade considering coexistence of elastic deformation and varying curvature

Precision prediction of machined surface roughness is challenging facing the robotic belt grinding of complex blade, since this process is accompanied by significant elastic deformation. The resulting poor prediction accuracy, to a great extent, is attributed to the existing prediction model which less considers the dynamics. In this paper, an improved scallop height model is developed to predict and assess the machined surface roughness by taking into account the elastic deformation and the varying curvature of blade, then robotic belt grinding experiments are carried out to evaluate the proposed model from the perspective of surface roughness. Finally factors that influence the scallop height are analyzed, and the suitable empirical equation of surface roughness is proposed to assess and predict the surface quality from the aspect of blade concave and convex surface by adopting the constant scallop height machining.     

复杂曲面铣削加工参数双神经网络优化方法研究

针对复杂曲面加工效率低、能耗高、表面质量难控制的问题,以及加工参数和目标之间关系确定的难题,建立了考虑复杂曲面特征的双神经网络优化方法。首先,用曲率表示复杂曲面加工复杂度来描述曲面特征,以曲面加工复杂度、主轴转速、进刀量、进给速度和路径间距为设计变量,以加工时间、能量消耗和表面粗糙度为目标函数,建立了复杂曲面加工参数的优化数学模型;其次,采用BP神经网络以黑箱法建立加工参数与优化目标的非线性关系,结合ALM神经网络方法对加工参数进行了优化。该方法解决了复杂曲面加工参数的优化问题,对提高复杂曲面加工效率和质量有一定的理论指导作用。     

高速研磨中研磨压力对工件表面粗糙度的影响

本文通过实验研究了在固着磨料高速研磨中,研磨压力对工件已加工表面粗糙度的影响.研究发现当磨料较细时,工件已加工表面粗糙度随研磨压力的变化较小;当磨料较粗时,已加工表面粗糙度值随研磨压力的增大而减小,也就是说粗研时增大研磨压力可减小工件已加工表面粗糙度值.     

SUS304钢的振动滚压加工表面粗糙度的推算

本文在用振动滚压超精加工新工艺对 SUS304不锈钢零件表面进行精加工实验的基础上,建立了振动滚压加工的力学-数学模型.依据该模型和大量试验数据推导出振动滚压加工后表面粗糙度的经验计算公式.还分析了加工参数(滚压力,进给量,振动颓率,振幅等)对表面粗糙度的影响。     

光学晶体材料的各向异性对金刚石车削表面粗糙的影响

单晶脆性光学晶体材料是各向异性材料,在进行切削加工时,已加工表面的粗糙度将随晶向的变化发生改变.本文研究了金刚石超精密切削加工单晶材料时已加工表面粗糙度的变化规律,提出了解理面上的正应力与滑移面沿滑移向上的剪应力哪一个占主导地位正是加工表面的粗糙度呈各向异性分布的原因.最后,本文通过对单晶Ge(110)晶面、(111)晶面的切削试验验证了本文所提出的理论.     

高速车铣已加工表面粗糙度的理论与实验研究

综合考虑了刀具几何参数、刀具与工件的相对运动以及切削用量对已加工表面轴向残留面积高度的影响,建立了高速正交车铣已加工表面轴向残留面积高度的理论计算模型和计算公式,并据此提出了已加工表面粗糙度理论值的计算方法．实验研究结果表明。理论轴向残留面积高度是影响实际高速正交车铣已加工表面粗糙度的主要因素．     

大气电弧等离子体技术在熔石英表面加工中的应用

为了快速获得无亚表面损伤光学表面,提出了一种新型的大气电弧射流等离子体加工方法,该方法的装置采用转移弧电弧放电原理产生大气射流等离子体,通过调节改变喷枪的气压及几何结构,对束斑的尺寸及能量密度进行调节,同时基于其束斑高能离子的物理效应,研究了大气条件下熔石英表面材料的加工工艺.实验结果表明:当采用等离子体喷枪嘴孔径2.5mm,作用距离为2.0mm时,对熔石英的峰值去除速率可达到82.9μm·min-1,单次抛光后,元件表面粗糙度Ra值由237nm下降到103nm.     

基于ELID精密镜面磨削技术的外圆精加工工艺

为了探究外圆精加工的新途径,采用在线电解修整(electrolytic in-process dressing,ELID)精密镜面磨削技术,对外圆进行ELID精密超精密磨削实验.鉴于许多典型难加工材料的平面精密加工和高效加工是通过ELID精密镜面磨削技术解决的,通过改装机床工艺设备、优化工艺参数,得到当砂轮线速度为20 m/s、磨削深度为10μm、电极间隙为0.3 mm、电压为10 V、电流为1 A、占空比为2/3时,已加工表面的表面粗糙度为0.025μm,外圆磨削状态最佳,加工工件的表面质量最优.     

磨削高体积分数SiCp/Al复合材料表面形成机制

针对高体积分数SiCp/Al复合材料精密加工问题,研究了磨削加工高体积分数SiCp/Al复合材料表面形貌的形成机制.使用金刚石砂轮在干式和湿式两种磨削条件下对高体积分数SiCp/Al复合材料进行磨削实验研究,通过表面粗糙度仪对表面粗糙度进行测量,运用扫描电镜对磨削加工的表面形貌进行观测研究.结果表明：该材料磨削表面的主要缺陷为SiC颗粒拔出、破碎、压入和Al基体的涂敷等,SiC颗粒的破碎和脱落是磨削加工该材料表面形成的主要机制.两种磨削条件下工件进给速度对表面粗糙度的影响比磨削深度更显著,湿式磨削无论是在工件已加工表面形貌和微观结构还是表面粗糙度上都好于干式磨削.     

铝合金连杆大端孔高速切削表面质量的试验

在高速切削过程中,切削速度、进给速度是影响加工表面粗糙度的决定性因素．用PCD刀具对铝合金孔进行高速切削时,对不同切削参数下的表面粗糙度变化规律进行了理论分析和试验研究．通过试验确定的合理参数值可提高产品的加工质量．     

Machining studies of die cast aluminum alloy-silicon carbide composites

Metal matrix composites(MMCs)with high specific stiffness,high strength,improved wear resistance,and thermal properties are being increasingly used in advanced structural,aerospace,automotive,electronics,and wear applications.Aluminum alloy-silicon carbide composites were developed using a new combination of the vortex method and the pressure die-casting technique in the present work.Ma-chining studies were conducted on the aluminum alloy-silicon carbide(SiC)composite work pieces using high speed steel(HSS)end-mill tools in a milling machine at different speeds and feeds.The quantitative studies on the machined work piece show that the surface finish is better for higher speeds and lower feeds.The surface roughness of the plain aluminum alloy is better than that of the aluminum alloy-silicon carbide composites.The studies on tool wear show that flank wear increases with speed and feed.The end-mill tool wear is higher on ma-chining the aluminum alloy-silicon carbide composites than on machining the plain aluminum alloy.     

金刚石车削表面微观形貌形成机理的研究

为了在超精密加工前预测并控制表面粗糙度，提出一种建立圆弧刃车刀金刚石车削表面微观形貌的几何模型的新方法，开发并编写了表面微观形貌的仿真程序，在程序中考虑了刀具几何参数、振动和最小切削厚度对已加工表面特性的影响，通过理论分析和试验研究确定了最小切削厚度与切削刃钝圆半径之间的关系，分析了影响已加工表面粗糙度的若干因素，并在仿真生成的表面微观形貌中成功地加入了随机振动信号，大量切削试验是在自行研制的亚微米CNC超精密机床上进行的，结果表明：利用所建立的表面微观形貌几何模型，能够预测金刚石车削加工将要获得的表面粗糙度。