TC4钛合金微细铣削仿真与试验研究

钛合金由于其高的强度和耐热性、低的导热系数,在微细加工时若切削参数选择不合理容易导致切削力大、加工质量不稳定。在微细铣削加工中,由于刃口半径和尺寸效应的存在,选择合适的切削参数对于切削状态的改善有重要意义。通过仿真和试验对比分析,研究TC4钛合金在微细铣削过程中每齿进给量对切屑变形、铣削力和加工表面粗糙度的影响,以期为改善微细切削状态、提高加工表面质量提供合适的切削参数选择指导。结果表明,在使用刃口半径为2.05μm、刀具直径为1 mm的硬质合金铣刀对TC4钛合金进行微细铣削加工时,微细铣削TC4钛合金切削状态发生转变时所对应的临界每齿进给量为0.8μm/z;微细铣削时每齿进给量应大于此临界值。     

基于数控铣削加工切削参数选择的探讨

介绍了数控铣削加工切削参数的内容,铣削加工切削参数的选择原则,提出了合理选择切削参数的方法和注意事项。     

翼片的数控加工工艺研究

通过对翼片类零件的结构分析,指出了装夹定位方式、加工方法及切削参数是影响其加工质量的主要因素,并结合实例,提出了3种因素的选择方法,为翼片的加工提供了质量保证。在翼片的数控加工工艺研究过程中,涉及到零件加工过程建模技术、基于正交试验法的切削参数优化技术以及淬硬钢的高速切削技术,这些技术的应用分析对装夹定位方式、加工方法及切削参数的选择效果明显,所得结论与实际加工检验数据基本一致,对翼片的加工具有实际指导意义。     

ADC12铝合金高速切削参数优化分析

针对某发电机的ADC12铝合金加工件在高速切削时存在的加工问题,采用有限元仿真技术,以优化切削加工参数为主线,把高速切削过程简化为二维正交切削模型,选用Johnson-Cook塑性材料本构模型,对二维有限元切削仿真分析过程中存在的若干个关键问题进行讨论。结合实际加工的经验数据,通过组合不同的切削深度、切削速度和进给量等切削参数进行仿真比较,得到仿真结果并通过实际加工验证,确定最佳切削加工工艺方案,为铝合金高速切削加工的稳定性预测和改进加工工艺提供了理论依据。     

高速多轴加工策略及切削参数合理化的研究

基于对高速切削工艺和多轴加工特点的分析,探讨保证高速高效和优质加工的工艺策略及选定切削参数的方法。通过研究高速切削机理及加工工艺特性,确定高速切削加工所面临的主要问题是如何同时保证高的加工效率、质量和刀具寿命。提出以铣刀有效直径和有效线速度确定切削参数,并导出有效直径和有效速度及其转速的计算方法。给出了高速铣削加工的工艺策略和合理设置铣削参数,可为高速切削编程提供技术参考。     

梳形铣刀的应用

介绍了梳形铣刀铣削螺纹加工的刀具选择、切削参数确定和常见问题处理，并给出了合理的刀具路径，为推广应用这种高效率的螺纹加工方法奠定了基础。     

高效高质量铣削参数多目标优化方法研究

机床的切削参数决定着机床加工的质量及加工效率,传统的切削参数选择方法基于工人经验,很难实现加工质量与效率的最优。针对以上问题,提出了一种面向高效、高质量加工的数控机床铣削参数多目标优化算法。算法以铣削四要素(切削速度、每齿进给量、切削深度和切削宽度)为优化变量,以最小切削力和最大材料去除率为优化目标;采用基于Tent映射的混沌初始化多目标粒子群优化模型进行参数优化,采用优化前后不同参数组合构建四因素四水平的正交实验,以表面粗糙度值作为加工质量主要表征,比较优化前后参数组合的实验结果。结果验证了优化方法和优化模型的有效性。     

钨合金(95WNiCu)铣削参数对铣削力的影响

为研究铣削参数对钨合金工件铣削力的影响规律,设计了单因素实验与正交实验对钨合金进行铣削加工,通过实验数据对铣削力展开影响因素分析以及直观分析,并建立钨合金的铣削力公式.实验结果表明:①铣削力随着主轴转速的增加先增加后减小在增加,随着进给速度和切削深度的增加逐渐增加;②X、Y向铣削参数影响程度主次顺序为切削深度、进给速度、主轴转速;Z向铣削参数影响程度主次顺序为进给速度、切削深度、主轴转速;铣削钨合金对参数的选择应为高转速,小进给速度和小切削深度的加工方式.     

高速铣削工艺优化研究在数控加工中的应用

以降低数控实践教学成本,提高加工效率为目标,构建了高速铣削加工参数多目标优化方案,合理设定了各类约束条件,并利用复合形法进行优化。具体分析了数控铣削加工切削要素及各类冷却加工形式,对切削速度、径向切削量、背吃刀量等较主要的切削用量的优化选择进行了探讨,为合理选择铣削加工工艺参数提供了参考依据。通过最高生产效率、最低生产成本、综合优化原则构建了最佳切削用量数学模型,为计算结果的准确性取得充实的保障。通过在实例教学中的应用,验证了优化方案的可行性,提高了加工效率,降低了实验材料成本。     

基于特征的数控铣削加工数据库

航空航天武器装备中越来越广泛地采用数控高速加工方法加工大型复杂结构件,但是这些复杂结构件加工过程容易产生严重变形和颤振,如何针对不同的加工阶段和不同的结构特征选择合理的切削参数一直是一个困扰我国军工行业数控加工质量保证和效率提高的难题。为此,提出一种基于工件结构特征的新型铣削参数数据记录结构,论证了这种数据结构的合理性,并编制了初步的数据库管理系统,实现了对这种新型切削参数数据的管理。     

高速铣削铝合金时切削力和表面质量影响因素的试验研究

对高速铣削典型铝合金框架结构工件时的切削力和加工表面质量进行了试验研究。在高速进给铣削时 ,当进给方向发生改变 ,机床的加减速特性将导致在拐角处进给量减小、铣刀切入角增大 ,从而引起切削力增大和加工振动。在恒切削效率条件下高速铣削铝合金的试验结果表明 ,高速铣削时宜采用较小的轴向切深和较大的径向切深 ,以减小铣削力、提高加工表面质量 ;刀具动平衡偏心量是高速铣削时引起轴向振纹的主要原因     

Milling Force Model for Aviation Aluminum Alloy:Academic Insight and Perspective Analysis

Aluminum alloy is the main structural material of aircraft,launch vehicle,spaceship,and space station and is pro-cessed by milling.However,tool wear and vibration are the bottlenecks in the milling process of aviation aluminum alloy.The machining accuracy and surface quality of aluminum alloy milling depend on the cutting parameters,material mechanical properties,machine tools,and other parameters.In particular,milling force is the crucial factor to determine material removal and workpiece surface integrity.However,establishing the prediction model of milling force is important and difficult because milling force is the result of multiparameter coupling of process system.The research progress of cutting force model is reviewed from three modeling methods:empirical model,finite element simulation,and instantaneous milling force model.The problems of cutting force modeling are also determined.In view of these problems,the future work direction is proposed in the following four aspects:(1)high-speed milling is adopted for the thin-walled structure of large aviation with large cutting depth,which easily produces high residual stress.The residual stress should be analyzed under this particular condition.(2)Multiple factors(e.g.,eccentric swing milling parameters,lubrication conditions,tools,tool and workpiece deformation,and size effect)should be consid-ered comprehensively when modeling instantaneous milling forces,especially for micro milling and complex surface machining.(3)The database of milling force model,including the corresponding workpiece materials,working condi-tion,cutting tools(geometric figures and coatings),and other parameters,should be established.(4)The effect of chatter on the prediction accuracy of milling force cannot be ignored in thin-walled workpiece milling.(5)The cutting force of aviation aluminum alloy milling under the condition of minimum quantity lubrication(mql)and nanofluid mql should be predicted.     

铝合金高速铣削中切削温度动态变化规律的试验研究

切削温度与刀具磨损、工件加工表面完整性及加工精度密切相关。高速切削过程中切削温度随工件材料、所选刀具及切削用量的不同而呈现出与普通切削过程不同的变化规律。本文应用红外热像仪测温系统对高速铣削过程中切削温度的动态变化规律进行试验研究 ,首次给出了铝合金高速铣削过程中存在的临界切削速度关键数据及切削温度随切削速度的变化规律 ,其结论有助于指导铝合金高速铣削加工、优化高速切削工艺及建立高速切削数据库。     

T/ R 组件封装用铝硅合金高速铣削试验研究

为解决T/ R 组件封装用铝硅合金材料普通铣削加工过程中效率较低、加工成本较高的问题,文中采用三刃硬质合金端面铣刀对某T/ R 组件封装用铝硅合金CE11 进行了高速铣削试验,探索了其在高速铣削过程中,切削量、主轴转速、背吃刀量等对切削力、切削温度的影响,分析了常用切削参数下切削力及切削温度的变化趋势及原因。通过试验得到了CE11 较为合理的高速铣削参数,对提高切削效率及加工质量有一定的指导意义。     

高速铣削淬硬钢表面粗糙度的试验研究

通过切削试验研究了高速铣削淬硬钢时刀具变量中的几何参数(铣刀的前角、后角、螺旋角)、工件变量(工件硬度)和切削参数变量(铣削速度、每齿进给量)对加工表面粗糙度的影响。根据对试验结果的分析得出高速铣削淬硬钢工件表面粗糙度的变化规律。     

钛合金型腔圆角高速铣削特征研究

钛合金型腔圆角加工容易发生切削负载增大和颤振等现象,导致圆角表面质量较差,难以实现钛合金高效加工。通过钛合金型腔圆角铣削试验,基于铣削力和圆角表面质量检测,分析内圆角铣削特征和原理,并优化铣削参数。试验表明:采用小切削宽度的高速加工,可实现钛合金内圆角的高效加工;在Vc=90m/min,ft=0.06mm/t,ap=20mm,ae=1mm切削参数组合下,切削力相对较小,加工效率高,切削表面质量高。     

三维有限元分析在高速铣削温度研究中应用

高速切削过程中切削温度对刀具磨损、工件加工表面完整性及加工精度有极大的影响。应用有限元法对高速铣削铝合金薄壁件过程中工件与刀具接触面温度、工件内部的温度分布进行了仿真研究,仿真过程中考虑了切削速度、进给量对切削温度的影响。通过红外热像仪对不同主轴转速下工件表面温度的测量,验证了仿真结果与试验结果比较接近。得出在高速切削铝合金过程中,随着切削速度的增加,刀具与工件接触区的温度变化存在二次效应。该结论对铝合金薄壁件加工具有重要的实用价值。     

TiAIN涂层铣刀铣削CoCrMo合金切削性能的试验研究

针对医用人工假体材料钴铬钼(CoCrMo)合金的高速铣削加工性能进行了试验研究。深入分析了铣削速度对铣削力、表面粗糙度、表面形貌和刀具的磨损的影响。并获得能够保证对其进行高效高精度加工的合理工艺参数。     

铝合金高速铣削试验研究

为了研究高速切削特征参数变化规律,通过5A02铝合金高速铣削试验,得到切削用量和加工特征参数的关系,以及硬度较大材料高速切削时刀具使用寿命。试验表明5A02铝合金高速切削条件下切削力、切削温度和刀具振动幅度下降,工件表面质量提高,高硬度材料高速加工合理选择刀具材料很关键。     

基于Pareto遗传算法的螺旋铣加工参数优化

螺旋铣是主要针对航空领域中难加工材料的先进制孔工艺技术。在螺旋铣孔过程中,主轴转速、每齿进给量和每转轴向切削深度是3个最主要的加工参数。以材料去除量和刀具耐用度为优化目标,基于Pareto多目标遗传算法,针对螺旋铣削钛合金材料在稳定性切削条件下的切削参数进行了优化,主要考虑铣削参数对孔表面质量的影响。最终通过切削实验进行了验证。