TC4表面精整车削三维仿真与验证

为了分析无心车床精整车削钛合金线材过程中切削速度、进给速度、切削深度对切屑形貌、切削力和残余应力的影响,使用仿真模拟软件ABAQUS建立基于无心车床的三维有限元精整车削模型,并且通过试验设计与仿真结果进行对比分析。车削钛合金的过程中,高转速会形成较短的C形屑,有利于切屑的分离与断裂。由于主轴转速的增加,工件与刀具之间摩擦力降低,切削力随着主轴转速的增加而减小。由于进给速度增加,每转进给量随之增加,工件去除量增加,随着进给速度的增加切削力也随之增加。由于切削深度增加,切削去除量不断增加,因此切削力随切削深度的增大而增大。车削钛合金的过程中需要提高转速来降低切削力,有利于切削过程。同时进给速度较小时,易于生成C形屑,有利于车削过程。     

无心车床车削钛合金棒材工艺参数与表面粗糙度关系研究

采用无心车床对钛合金棒料进行表面处理,以去除其表面缺陷,降低表面粗糙度,研究车削工艺参数主轴转速V、进给速度F、吃刀量a_p对表面粗糙度的影响规律。利用响应曲面法来设计实验,通过对实验数据的回归分析,建立基于加工工艺参数(主轴转速、切削深度、进给速度)表面粗糙度预测模型;分析车削工艺参数及其交互作用对表面粗糙度的影响规律,获得了车削最优工艺参数区间。研究结果表明:车削工艺参数对工艺指标表面粗糙度的影响次序为:a_pfV。在工艺参数交互作用中,f-a_p的交互作用对表面粗糙度影响最大;在最优车削工艺参数区间确定的工艺参数组合可满足表面粗糙度R_a小于0.8μm的生产要求。     

宽刃车刀在平面加工中的应用

我厂在CW61100车床上加工引进三系列汽轮机抽汽速关阀“下盖”内腔小平面时(见图1),表面粗糙度为Rα3.2,由于该零件偏重严重,同时受结构影响,且夹持表面为铸造毛坯面,夹紧时不十分可靠,因此在车削时车床主轴转速受到限制(通常n≤80r/min),切削速度较低(切削速度约为8～20m/min)。刀具容易产生积屑瘤,采用常规刀具结构,无论是硬质合金刀具,还是高速钢刀具,效果都不理想,加工的表面粗糙度只能达到Rα6.3。不能满足图纸加工要求,为此我们尝试采用宽刃高速钢车刀配以高液度浮化液加工该平面,效果很好,表面粗糙度稳定地达到Rα3.2。下面简单介绍该刀具的使用情况。     

金刚石刀具几何参数对已加工表面残余应力的影响

针对微米级切削深度的超精密车削中金刚石刀具几何参数对已加工表面残余应力的影响,采用有限元的方法,建立超精密车削的有限元仿真模型,对硬铝合金的超精密车削过程进行模拟。对车削过程的切削力和切削温度进行分析。采用不同的刀具几何参数进行有限元仿真,得到刀具前角、后角和钝圆半径对已加工表面残余应力的影响和分布规律,为超精密车削中残余应力的控制提供仿真依据。     

特种材料深孔精加工工艺研究

为解决特种材料在深孔加工过程中出现振动较大且排屑不畅、而导致表面精糙度值达不列要求的问题,着重对影响表面粗糙度值的刀具前角、后角、走刀量、切削速度四个因素进行分析并通过实验进行验证,得到了刀具几何角参数和切削用量范围.结果表明,刀具的前角20°～35°、后角6°～12°、走刀量为0.07 ～ 0.12 mm且切削速度小于225 r/min时,可以保证特种材料深孔精加工的表面精糙度值.     

直升机支架的车削加工研究

基于直升机支架零件的特殊结构,研究该零件在车床加工过程中的影响因素,分析支架车削加工方案,设计夹具,确定定位基准、合理选择车床夹具、刀具、切削用量等参数,探讨直升机支架车削加工应注意的诸多问题,提高零件的加工精度,减少工人的劳动强度,确保整个生产流程的合理性和安全性,从而确保零件的加工质量。     

TC4圆弧形槽铣削刀具的研发设计及试验研究

针对TC4钛合金圆弧形槽的加工设计一种专用铣削刀具。在钛合金切削加工过程中,刀具参数角度是影响工件表面粗糙度和加工精度稳定性的重要因素,在采用高速钢刀具对TC4钛合金进行高精高效加工时,利用刀具几何角度减小断面与圆弧面圆角半径,达到圆弧半径清根作用。在TC4钛合金圆弧形槽铣削加工中,设计了一种以W18CR4V高速钢为基体的切削刀具,并进行了铣削加工试验,利用SuperView W1光学3D表面轮廓仪测量其粗糙度和轮廓度,工件表面精度可达Ra1.6μm,且具有较强清根作用,经过试验对比验证,本设计可达到高效率铣削钛合金效果。     

钛合金车削技术研究

采用相对切削加工分析法分析钛合金难加工性及影响钛合金车削加工的因素。通过刀具材料、角度选择、切削要素和热处理方法的制定,提高车削钛合金的切削性及零件加工质量。     

曲轴车床用R刀的刃磨方法

<正> 95系列曲轴主轴颈、连杆颈部位的R5的加工,目前国内各厂家大多使用沈阳第一机床厂设计制造的曲轴专用车床,该车床所使用的刀具也由沈阳第一机床厂设计。加工时是由两组刀具复合车削,其中一组R5车刀结构尺寸见图1。     

超精密车削表面微观形貌的几何建模与仿真研究

在综合考虑刀具几何参数，刀具振动和最小切削厚度等因素对已加工表面形貌影响的前提下编写了表面微观形貌的仿真程序，在仿真时把一个随机振动信号成功地叠加在理论表面粗糙度中。提出一种建立圆弧刃金刚石车刀超精密车削表面粗糙度模型的新方法。结果表明，仿真得到的表面微观形貌，能够比较正确地反映出超精密加工将要获得的表面轮廓。     

铝合金车削工艺的研究及应用

通过多种切削试验,对影响铝合金车削加工表面质量的主要因素进行了探讨。结果表明:对于6063铝合金宜采用的刀具材料有聚晶金刚石(PCD)和YT15,当刀具的前角为10°、后角为5°-10°、切削速度为40-100m/min、进给速度为0.06-0.12mm/r、且在干车削条件进行车削时,可以获得较低的表面粗糙度。     

加工非圆表面用的靠模夹具

非圆表面的加工通常采用靠模仿形机构来完成。除用专用凸轮加工机床外,采用夹具加工,一般其结构比较复杂,夹具制造也困难,成本较高。本文介绍一种简单方便的靠模式车床夹具,用于曲率半径变化不大的非圆类工件的车削加工。工件是由四段圆弧组成的椭圆形端盖类零件(图1)。众所周知,当工件加工面曲率无变化时,如车削圆棒料时,刀具后角在加工过程中始终不变,为一常量,而非圆表面在加工过程中刀具的实际后角为变     

基于自抗扰控制的变速非圆车削技术研究

为了抑制非圆截面工件加工时的颤振,将变速加工应用于非圆截面车削中,设计了变速车削系统结构,分析了变速车削抑制颤振、提高稳定性的机理,设计了适于变速非圆车削的直线伺服单元,单元控制采用自抗扰控制技术.车床控制系统采用PMAC(Programmable multi-axis controller)时基控制法,实现刀具驱动进给和工件变速旋转的协调控制,完成非圆截面的变速车削.结果表明,直线伺服单元能很好地跟踪刀具目标值,非圆截面车削加工精度和稳定性得到了提高.     

钛合金薄壁件车削加工的研究

传统的钛合金车削加工因其切削速度低,刀具耐用度低,加工质量难于控制,导致加工效率低。经多次钛合金车削加工试验、优选了刀具材料,确定了刀具几何参数,依据刀具磨损情况,提供了较为合理的切削数据。解决了钛合金薄壁件加工变形问题。     

航空钛合金车削加工工艺试验研究

对α+β钛合金TC11进行车削工艺研究,采用无涂层、PVD Ti Al N涂层、金刚石涂层三种刀片在干式加工和MQL冷却状态下进行车削试验。研究不同刀具、冷却方式和加工参数对车削TC11钛合金切削力、切削温度、加工表面质量、刀具寿命和刀具磨损方式等影响规律。通过相关试验数据得出相关切削参数,为优选加工刀具提供参考。     

考虑刀具磨损的细长轴车削参数动态调整策略

为解决细长轴车削加工弯曲变形量和表面粗糙度难以控制的质量问题,以及传统优化方法受刀具磨损影响导致加工质量可靠性差的弊端,以对称车削工艺为研究基础,基于细长轴车削过程弯曲变形和表面粗糙度形成机理分析,确定影响细长轴加工质量的关键因素;经试验分析、建立预测模型和多目标优化得出刀具未磨损条件下的最优车削参数;通过探究同一组车削参数条件下不同刀具磨损深度对加工结果的影响规律,提出基于刀具磨损深度的最优车削参数动态调整策略。经实际生产验证,最优车削参数动态调整策略不仅可以实现不同刀具磨损深度下弯曲变形量和表面粗糙度的精准控制,还可以提升生产效率、稳定生产节拍和降低生产成本。     

切削镁铝合金用金刚石单晶刀具的制备和切削研究

选择合适的金刚石单晶,通过选料、定向、切割、装卡、粗磨、精磨和检验等工序来制备加工镁铝合金的金刚石单晶刀具。采用正交试验法分析刀具前角、车床转速、进给量对加工材料的表面粗糙度和刀具磨损的影响。结果表明:这三个因素中,对表面粗糙度有显著影响的是转速,其次是刀具前角,最后是进给量;对刀具磨损的影响显著程度依次是刀具前角、转速和进给量。综合其他因素,加工镁铝合金的金刚石刀具最佳工艺参数为前角10°、转速3900r/min、进给量0.08mm/r。。     

采用试验设计法优化铝合金超精密车削加工参数

采用试验设计法对5083铝合金超精密车削的加工参数进行研究和优化,通过部分析因设计和响应曲面方法确认显著影响铝合金超精密车削的加工参数,应用JMP数据统计分析软件对试验结果进行回归分析。试验结果表明,在使用天然金刚石刀具的条件下,影响5083铝合金超精密车削的主要加工参数是进给量和切削速度。当进给量为0.06 mm/r、切削速度为1 010 m/min时,超精密车削加工得到的铝合金表面粗糙度Ra仅为0.03μm,刀具的有效加工距离为34 km,使用寿命明显提升。     

基于切削加工特征的车削刀具的选择

通过对车削加工特征进行分析和分类,结合对车削刀具结构的研究,确定基于切削加工特征的车削刀具选择原则和方法。建立基于切削加工特征的刀具选择车削数据库系统,实现车削刀具及其切削参数的智能选取。     

液压仿形车床加工中尺寸的控制

车削特殊形状表面是一项比较复杂的工作,在卧式车床上加工该类工件时,除工件作旋转运动外,刀具应作适当的纵横向复合运行,才能加工出所要求的形状,否则只能车削出圆柱面或平面。我