微细切削加工技术（下）

（1）微细车削在微细车削加工时，由于卧式车床无法达到高精度要求，所以常针对微细车削研制微细车削机床。常采用金刚石车刀，它既能保证得到极小的表面粗糙度值和极高的加工精度，又有很高的寿命（可达数十万米）。微细切削时，切削速度不受刀具寿命的制约，常根据所用机床的动态特性及切削系统的动态特性选取，即选择振动最小的转速（切削速度）。     

车削精度主动控制系统与动态模型的研究

本文分析了以压电陶瓷作为驱动元件的振动切削刀具的振动特性和实现刀具谐振切削的电路匹配,分析了主轴误差补偿方法的特点,提出以振动切削和误差补偿为基础的提高车削加工精度的主动控制系统,并建立了该系统的动态模型,推导其频率响应函数,实验证实了该方法能全面地提高工件的加工质量。     

超声振动车削TC4钛合金的切削性能研究

为了探究超声振动车削过程中切削力和切削温度的变化规律,使用Third Wave Advant Edge切削仿真软件,基于POWER-LOW本构模型和ALE网格划分方法建立TC4钛合金车削加工的有限元模型,获得传统车削与超声振动车削的切削力和最高切削温度变化情况。结合超声振动车削中刀具切削速度和位移变化规律,对传统车削与超声振动车削的切削力和最高切削温度变化规律展开对比分析;探究超声振动车削中的工件进给速度、刀具振频和振幅对切削力的影响规律,实现各加工参数的最优组合,为实际加工提供参考。     

反车刀排

在车工工艺中,反车切削是一种较为特殊的切削方法。它不仅可以在大径向切削力切削中使工件所受切削力方向与机床主轴、夹具及工件的重力合力方向相一致,有效地避免或消除由于主轴轴承间隙所引起的自激振动,而且在大直径或粘、软材料的切断中,控制切屑的排出方向与其重力方向相一致,使排屑顺畅,所以,也是一种经常采用的切削方法。另外,在单件或小批量加工各种用途的右旋圆锥螺纹时,采用反车随进法进行切削,工艺简单、操作方便,更是一种常用的加工工艺。但是,无论何种工艺目的进行反车削时,由于车床刀台装刀槽相对于主轴回转中心的位置关系,都需要专门制造专用反车车刀。不仅由于刀具制造周期影响到刀具的及时使用,而且刀具制造费用也有所增加。为此,我们设计、制造了专用反车刀排(见图)。 在工艺需要时,直接将一般正车刀具     

薄壁筒件内孔车削振动建模与分析

分析了车削薄壁筒件内孔表面时影响振动的主要因素,以切削加工中工件过渡表面的法线方向为建模方向,重点考虑车削加工中动态切削力的影响,依据振动基本理论建立了薄壁筒件动态车削过程的振动模型方程,通过对方程的数值分析探讨加工过程中的振动问题。分析结果表明:切削用量三要素对动态切削力的影响起主导作用,进而对切削振动产生较大影响。刀具主偏角对动态切削力也有一定影响,车削产生的振动与主偏角之间是非线性的关系。这些结论为薄壁筒件加工中的振动研究提供有益的参考。     

星载复杂结构钛合金薄壁件超声振动切削研究

为了实现轻量化设计,航天器常采用复杂结构钛合金薄壁件作为承载、连接和定位元件,但是这类零件在切削过程中容易产生刀具磨损和变形,导致加工精度低,难以满足工作要求.基于钛合金薄壁件切削特性研究,采用超声振动金刚石车削方式控制切削力、装夹力引起的加工变形和残余应力,通过在线补偿修正刀具磨损误差;对壁厚(3～5)mm的典型星载钛合金薄壁件进行椭圆形超声振动切削,尺寸精度达到5μm,圆度误差为2.83μm,满足加工精度和稳定性要求.     

基于电流变材料的车削切断颤振抑制研究

应用电流变材料的特殊性能——对电信号的快速响应能力和连续可变的阻尼，研制了一种智能切削颤振抑制结构(刀座刚度可变部分)，并将其附加在车床刀架上，建立了机床车副颤振实时监控系统，实现了机床车削切断过程的颤振抑制。实验结果表明，利用电流变材料智能切削颤振抑制结构可以对机床车削振动进行有效控制，刀具的振动幅值减小50％以上，且工件表面的加工质量有较大提高。     

模态分析技术的发展及其在机床结构改进中的作用(一)

一 、概述 机床结构的动态特性对于提高机床的加工精度、质量和生产率,有着十分重要的意义;对于应用日广的高精度、高效率、高自动化的数控机床和精密机床来说,尤为如此。它是设计制造这类机床必须考虑的一个重要问题。 机床结构动态性能的优劣。实质是机床抗振性好坏问题。如果机床抗振性不好,机床在加工时的振动不仅会歪曲工件的几何形状,而且还会在加工表面上留下振痕,降低精度和表面质量,同时还会使刀具的耐用度大大地降低,严重时会直接损坏刀具。在这种情况下,往往不得不采用降低切削量的方法来解决。这样就势必降低机床的生产率。提高…     

振动切削机理研究

振动切削是一种脉冲切削，是在传统切削过程中给刀具(或工件)施以某种可控的有规律的振动，使刀具以一定的振幅或频率振动的加工方法。通过动态理论及金属学原理分析振动切削加工方法，阐明振动切削提高系统剐度、降低切削力及促进切削液渗透的作用。     

锥形细长轴的车削加工

细长轴的直径和长度之比(L/D)一般都大于20,车削时机床-工件-刀具工艺系统的刚性较差,工件极易弯曲且产生振动,特别是加工锥形部分刚度更差.另外,由于细长轴热扩散性差,切削过程中切削热使工件产生的线膨胀,也会使工件容易产生腰鼓形、麻花形、竹节形等缺陷,不易获得满意的表面粗糙度及几何精度.因此车削锥形细长轴时,关键是要提高工艺系统的刚度,这对刀具、机床、辅助工具和工艺方法均有较高要求.     

三轴数控铣床切削力引起的误差综合运动学建模

使用齐次坐标变换的方法建立了三轴数控铣床的切削力误差综合数学模型.首先基于三轴数控铣床的结构分析对切削力误差元素进行识别,然后在机床各运动部件上建立一系列坐标系并推导出各相邻坐标系间的齐次坐标变换矩阵,最后根据切削加工中刀具切削点与工件正被切削点在基坐标系中的坐标值相同列出等式,推导出切削力误差综合模型.该模型包含30个对机床加工精度影响较大的切削力误差元素,适用于计算误差补偿时的补偿量.     

提高刀具系统刚度的切削振动消减措施

通过切削振动物理模型,分析了刀具产生切削振动的原因以及降低切削力、抑制刀具振动的方法。刀具系统静态和动态刚度对大悬径比深孔和型腔加工切削振动影响较大,重点介绍了提高刀具系统刚度的削振措施。     

用超声波清洗机改装超声振动车削装置

超声振动车削具有切削阻力小、切削温度低、不产生积屑瘤等特点,能显著地提高被加工工件的表面光洁度、尺寸精度和形状精度,是一种崭新的精密车削工艺。我们利用一台闲置的超声波清洗机改装超声振动车削装置,和 C6140A 普通车床配置在一起,组成一套超声振动车削系统。经过一段时间的切削试验,效果较好。下面简要介绍超声派动车削装置的改装。一、超声振动车削装置的改装超声振动车削是在传统的车削过程中,沿切削速度方     

三轴数控铣床切削力引起的误差综合运动学建模

使用齐次坐标变换的方法建立了三轴数控铣床的切削力误差综合数学模型。首先基于三轴数控铣床的结构分析对切削力误差元素进行识别,然后在机床各运动部件上建立一系列坐标系并推导出各相邻坐标系间的齐次坐标变换矩阵,最后根据切削加工中刀具切削点与工件正被切削点在基坐标系中的坐标值相同列出等式,推导出切削力误差综合模型。该模型包含30个对机床加工精度影响较大的切削力误差元素,适用于计算误差补偿时的补偿量。
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拉削机床时的可调控的挠性

拉削加工时由于其工艺特点往往会出现交变的切削力,它必将导致机床振动和改变机床传动动态特性。尽管由此几乎不会损害加工质量,但会造成拉削刀具的显著磨损,从而导致高的刀具成本和加工成本。采用本文所述的一种特殊的传动结构方法可以降低切削负荷。     

车床主轴悬伸量对其抗振性和加工精度的影响

切槽抗振性是衡量普通车床工作性能的重要标志之一。提高车床切槽的抗振性,有很多方法,其中之一就是缩短主轴前端的悬伸量,来提高主轴系统的刚度,固有频率,从而达到提高机床切槽抗振性的目的。为了确切了解缩短主轴悬伸量对提高车床切槽抗振性和加工精度影响的效果,并为产品设计提供科学依据,我们对两种不同悬伸量的主轴结构进行了理论分析,并作了性能对比试验。现将分析对比的结果,简要地总结于下。 一、切槽振动和提高车床抗振性的 基本原理 所谓切槽振动,就是说,在一定条件下,当横向进刀切削时,工件一主轴系统和刀具-刀架系统,在切削力的…     

从最弱一环到加工巨星——为何新的主轴连接可最大化提高金属切削效率？

对难加工材料，如钛合金进行加工时就其自身而言是一种挑战。提高加工高温合金的生产率意味着如何在较低切削速度和较大切削力时实现最大金属去除率。机床制造商通过专业铣削和车削中心来应对这一状况，它可以改善主轴和大型机床结构以提高刚性和减小振动，最大化提高工件质量和延长刀具寿命。尽管这些改良可以提高生产率，但其最薄弱点往往是主轴自身的连接。     

振动钻削的变速减振特性分析

钻削加工中的切削颤振是十分有害的 ,它严重地影响加工精度和生产率的提高 ,降低机床和刀具的寿命。振动钻削方法具有消减切削颤振的特殊功能 ,能够取得良好的加工效果。根据振动钻削所具有的变速切削特性 ,提出了振动钻削的变速减振新概念。在深入研究了机床加工系统的振动响应规律和振动变速切削减振的能量化原理的基础上 ,揭示了振动变速切削的瞬态不充分响应的减振本质。     

Inconel 718合金超声振动切削质量与刀具寿命控制研究

超声振动切削UVC是解决难加工材料精细加工问题的理想方法。在对Inconel718合金同时进行UVC和传统车削法CT加工中,研究了切削参数（切削速度、进给量、切削时间）对刀具切削性能的影响。通过对刀具磨损、切屑形态和工件表面粗糙度的研究,发现在进行低速硬态切削时,UVC在切削表面质量和刀具寿命方面均优于传统车削加工。同时随着刀具－工件表面接触率TWCR的降低,刀具磨损和切削力随之降低,而工件表面质量和刀具寿命得到提高。     

超声振动车削淬火钢零件的试验研究

一、超声振动切削的机理 超声振动车削是在传统车削上,将超声频脉冲力作用到刀具或工件上,使刀具或工件在有规律地高频振动状态下进行切削,刀具周期地脱离和接触工件,切削速度的大小和方向都在不断变化,其实质是一种高速冲击和切削的联合作用。与普通车削的区别在于它的振动冲击和变速断续切削的特征。 超声振动车削时,刀刃以每秒两万次左右的高频振动冲击切削层,虽然振动切削时的平均切削力仅为普通车削的1/3～1/10,但由于振动车削时的平均切削速度比普通切削大得多,从而使振动车削时的动能比普通切削大几十倍到几百倍。被切削层在高频、高…