超低温微铣削芳纶纤维复合材料表面质量

在常温与液氮超低温环境下对芳纶纤维增强复合材料进行微铣削对比加工试验，获取不同参数环境下的加工表面质量和铣削力数据。结果表明：超低温铣削加工环境能够对加工材料进行改性，降低强度、韧性等属性，使其易于切削，减少抽丝拉毛缺陷的产生，纤维断屑彻底，有助于获得更加优异的表面形貌。超低温环境充分抑制了烧蚀缺陷的产生，提高了加工表面质量，铣削表面粗糙度可达到2 μm以下。与常温环境相比，超低温加工环境具有以下优势：在较高的进给速度下仍能保持良好的铣削表面质量，可以在保证加工质量的同时，一定程度上提高加工效率；铣削力减小明显，刀具表面磨损较小；改善了芳纶纤维复合材料的铣削加工性能，提高了铣削加工表面质量。     

高速侧铣参数对7050-T7451铝合金表面粗糙度的影响

为提高航空结构件加工效率和表面质量,通过单一铣削参数实验,研究采用两种硬质合金刀具在高速铣削7050-T7451铝合金时,主轴转速、径向铣削深度、铣削进给速度等切削参数以及加工方式(顺铣、逆铣)对表面粗糙度的影响.分析表明:表面粗糙度随刀具尺寸和径向切深增大而增加,在铣削进给速度增加趋势下仅有较小波动,不受主轴转速直接...     

陶瓷基复合材料旋转超声加工特性研究

针对陶瓷基复合材料加工方法的优势和不足,采用旋转超声加工方法对陶瓷基复合材料进行加工,完成旋转超声加工方法与传统加工方法的对比试验。试验表明,钻削力随着主轴转速的增加而减小,随进给速度的增加而增加;扭矩随着主轴钻速的增加而减小,随进给速度的增加而增加;工件表面粗糙度随着主轴转速和进给速度的增加先降低后增加。超声加工方法获得的钻削力、扭矩和表面粗糙度均优于传统加工方法。     

石英玻璃旋转超声铣削表面质量研究

探索了高频旋转超声铣削石英玻璃的工艺规律与材料去除机理,检测分析了加工表面粗糙度与表面形貌,借助Matlab平台建模仿真了进给速度和主轴转速对磨粒运动轨迹的影响规律,研究了进给速度、主轴转速、切削宽度以及切削深度对加工表面质量的影响规律与机理。进给速度增大会导致刀具上的单颗金刚石磨粒的切削速度增大,参与切削的摆线平面投影运动轨迹变长,使表面粗糙度随进给速度增加先增大后减小;表面粗糙度值随主轴转速的增大总体上呈现出先减小后增大的趋势,主轴转速为3 000 r/min时铣削表面粗糙度最小;表面粗糙度值随切削宽度增大先增大后减小,切削宽度直接决定相邻刀具路径对应加工区域重叠范围,进而产生不同的磨粒划刻加工叠加效果;随切削深度增大,表面粗糙度值呈现出先增大后减小再增大的趋势,铣削过程中超声振动与切削深度配合产生的近成形表面材料去除模式对表面质量具有关键性作用。研究工作可为石英玻璃旋转超声铣削加工提供一定的工艺基础。     

SiCp/Al复合材料铣削加工工艺参数的优化实验研究

SiC颗粒增强铝基复合材料(SiCp/Al复合材料)因具有优良的力学性能而在航天航空、汽车等领域应用广泛.现采用硬质合金立铣刀在五轴联动加工中心对SiCp/Al复合材料进行铣削加工,通过正交试验,分析了主轴转速、进给量、切削深度对铣削力、表面粗糙度的影响;从材料去除率、加工表面质量等方面考虑,得到了所选参数范围内较优的铣削加工工艺参数组合:主轴转速5000 r/min,切削深度1 mm,进给量0.02 mm/z.     

贮箱壁板材料高速铣削加工表面质量试验分析

对火箭箭体壁板材料在高速铣削条件下的加工表面质量进行试验分析,测量了不同转速下刀具最大径向位移跳动量,分析对比了干式切削和微量润滑切削条件下的加工表面粗糙度变化规律。结果显示,主轴转速16000r/min,每齿进给量0.20mm/z,轴向切深4mm时能够获得综合性能较好的加工表面质量和加工效率;在供液距离为50mm时,选用微量润滑高速铣削能够获得更加良好的加工表面粗糙度。     

7050-T7451铝合金铣削参数多指标优化研究

通过Spike切削力测量设备及在线监控系统,采用单因素试验,研究硬质合金刀具铣削7050-T7451铝合金时,主轴转速、铣削宽度、铣削深度、进给速度以及顺、逆铣加工方式分别对刀具所受弯矩、表面粗糙度及功率的影响。运用正交试验法,通过S/N比分析和方差分析,获得7050-T7451铝合金的最优铣削参数。研究表明：顺铣更适用于7050-T7451铝合金的铣削加工;刀具所受弯矩随着主轴转速的增加而逐渐减小,最终趋于平稳,并随着铣削宽度、铣削深度及进给速度的增加而增加;表面粗糙度随主轴转速的增加呈先减小后增加;各铣削参数与加工功率均呈正相关关系;为获得较低加工弯矩和功率、较好表面质量,应取较高的主轴转速、较低的进给速度和铣削宽度,7050-T7451铝合金的最优铣削参数水平为A₃B₁C₂D₁,即n=6000r/min,a_e=3.0mm,a_p=1.6mm,v_f=1500mm/min。     

芳纶纤维复合材料铣削加工研究进展

芳纶纤维复合材料因其特有的超高强度、高模量、高硬度和优良的冲击性能,在航空、航天和军工等领域应用日益广泛。综述了芳纶纤维复合材料的铣削加工研究进展,重点介绍了高速铣削过程中铣削力、铣削温度的变化规律,阐述了铣削加工缺陷的成因、影响表面质量的因素和铣削工艺优化措施,展望了芳纶纤维复合材料铣削加工的发展方向。     

颗粒增强铝基复合材料磨削加工表面质量与磨削力研究

使用电镀金刚石砂轮对颗粒增强铝基复合材料磨削加工的表面质量与磨削力进行研究.研究表明,已加工表面的结构较复杂,存在材料剥落形成的凹坑和金刚石磨粒切削留下的沟痕,增强颗粒存在破碎、脱落被压人加工表面情况.在实验条件下加工表面粗糙度Ra 0.23～0.858μm,加工表面残余应力为压应力,且在相同的加工条件下其数值有较大变化.磨削加工的法向磨削力大于切向磨削力,且磨削力随主轴转速增大而减小,随进给速度和磨削深度的增大而增大.     

超声振动辅助铣磨加工工艺对Cf/SiC复合材料加工表面质量的影响

设计了两种超声振动辅助铣磨加工试验,并与普通铣磨加工方式相对比,试验研究了三种不同加工方式下铣磨难加工复合材料C_f/SiC的加工缺陷及表面粗糙度。试验结果表明:施加了纵向振动与沿进给方向振动的两种超声振动后,C_f/SiC复合材料的纤维拔出与崩边缺陷明显减少,底面凹坑缺陷也得到了有效抑制;采用纵向超声振动辅助铣磨时加工质量要优于沿进给方向超声振动辅助铣磨的加工效果。与普通铣磨相比,两种超声振动辅助铣磨均可有效降低表面粗糙度。各磨削要素对不同铣磨加工方式下C_f/SiC材料的表面粗糙度影响关系为:表面粗糙度随主轴转速增加而降低,随进给速度、磨削深度的增加而增加,随着超声振幅增大,表面粗糙度先减小后增大。研究表明,在优化的振幅下采用纵向超声振动辅助铣磨方式可以更大幅度地改善C_f/SiC复合材料的表面质量。该研究对难加工复合材料的高性能加工具有实际指导作用。     

面铣刀铣削表面微观几何形貌仿真系统

以面铣刀为研究对象,结合刀具的进给方式,建立了刀具刃形的数学模型,提出了面铣削加工的仿真算法,并研究主轴转速、进给速度、刀盘直径、刀片边长、刀具刃数、吃刀量、刀片形状等参数对加工表面几何形貌的影响规律,发现铣削表面质量随刃数的增加越来越好。在同一种切削条件下,进给量越大,粗造度越大。通过开发的铣削表面几何形貌仿真系统,对铣削表面粗糙度的预测及表面质量的改善有着重要的指导意义。     

Vit1块体金属玻璃微铣削表面粗糙度试验研究

为研究金属玻璃的微铣削表面粗糙度,采用直径为0.5 mm的双刃硬质合金微铣刀,在Vit1块体金属玻璃表面加工微尺度沟槽结构;以试件表面粗糙度Ra值为衡量指标,利用三因素五水平正交试验方法分析主轴转速、进给速度和铣削深度对微铣削表面质量的影响。试验结果表明:主轴转速对表面质量影响最为显著,而进给速度影响较小。对影响表面质量及形貌的原因进行了深入分析,其结果对研究Vit1块体金属玻璃的微铣削加工机理具有一定的借鉴意义。     

高速微铣削铝合金表面粗糙度的多指标正交试验研究

利用小型高速精密微铣削机床在6061铝合金表面加工微沟槽结构,对加工后的试件表面质量进行研究,以试件表面粗糙度Ra、Rz值为衡量指标,利用正交试验方法分析主轴转速、刀具悬伸量、进给量和轴向切深等因素对表面质量的影响。试验结果表明：试件表面粗糙度值整体变化趋势从大到小依次为中线区、顺铣区、逆铣区。主轴转速对表面粗糙度影响最显著,而其他因素随着表面质量要求的不同有所变化。综合考虑表面质量要求,最优组合为:刀具悬伸量为18mm,轴向切深为10μm,进给量为30mm/min,主轴转速为48 000r/min时,试件表面粗糙度最小,此时表面粗糙度Ra值为0.075μm,表面粗糙度Rz值为0.579μm。     

基于HP滤波法的数控铣削加工误差波动特征分析

数控铣削加工是现代加工技术的重要手段和方法,研究其加工误差的波动规律和特征,有利于提高数控加工的精度和质量。现以表面粗糙度为例,采用HP滤波法对数控铣削加工误差的波动特征进行分析,结果表明,表面粗糙度随进给速度、每齿进给量的增加而增加,随主轴转速的增加而减小;表面粗糙度随进给速度、每齿进给量和主轴转速的变化而产生波动性,其波动程度受主轴转速的影响较大,受每齿进给量的影响较小;在主轴转速为620 r/min时表面粗糙度波动性随进给速度的增加而呈现出稳定性。     

2024铝合金超精密车削表面形貌的实验研究

超精密加工是获得超光滑高质量工件表面的重要手段,其加工条件和工艺参数对超精密加工质量有重要影响。文章设计了振幅梯度变化的T形零件进行单晶金刚石超精密端面车削,获得了不同振动条件下的加工表面形貌,振动激烈的部位形貌刀痕深度大,呈一字形重叠,粗糙度大;离中心点较近的大部分中间区域振动最小,表面呈光滑镜面;过渡区域振动平缓些,表面会出现很多类似丘陵状或鱼鳞状的多边形。探索了超精密加工进给量、主轴转速及切削深度对加工表面质量的影响。结果表明随切削进给量的增加,表面粗糙度变大;随着主轴转速增大,表面粗糙度变小,但当主轴转速增大到一定值时,表面粗糙度反而有增大的趋势;随着切削深度的增加,表面粗糙度也变大,并且从工艺参数与表面粗糙度的关系示意图可以看出,切削深度对表面粗糙度的影响要小于进给量和主轴转速对其的影响。     

切削加工对芳纶纤维增强复合材料(KFRP)构件表面质量的影响研究

芳纶纤维增强复合材料(KFRP)构件切削加工过程中,容易引起基体烧蚀,纤维断裂以及切面分层、表面粗糙等表面缺陷。为降低切削加工参数对加工表面质量的影响,基于全因子试验设计方法,以加工切面基体烧蚀、纤维断裂以及粗糙度为表面质量表征参数,研究了刀具种类、切削速度、进给速度对芳纶纤维增强复合材料构件加工表面质量的影响。     

硬质合金刀具铣削碳纤维复合材料的铣削力研究

铣削是复合材料最常用的机械加工形式之一。减小铣削力可以提高零件的表面质量,减少刀具的磨损等。使用硬质合金铣刀对该材料进行铣削试验,研究了铣削力的变化规律;并用Excel软件对铣削力的试验数据进行回归分析,最后建立了铣削力的经验公式。结果表明:进给速度对铣削力影响较大,铣削力随进给速度的增大而增大,基本呈线性关系;主轴转速对铣削力影响不是很大,铣削力随主轴转速的增大逐步增大。     

铣削参数对镍基高温合金FGH4113A加工表面完整性的影响

通过铣削试验分别研究了主轴转速(300,500,650,800,1 200 r·min^-1)、铣削进给量(0.030,0.045,0.060,0.075,0.090 mm·r^-1)和单道次铣削深度(0.20,0.35,0.50,0.65,0.80 mm)对FGH4113A镍基高温合金加工表面完整性的影响。结果表明：随着铣削进给量或单道次铣削深度的增大,加工表面的缺陷增多,表面粗糙度和硬度增大,表面残余应力逐渐由压应力转变成拉应力;随着主轴转速的增大,加工表面缺陷减少,表面粗糙度和硬度降低,残余压应力减小。在铣削速度超过800 r·min^-1、单道次铣削深度小于0.35 mm、进给量控制在0.045 mm·r^-1以下条件下,加工表面质量较好,表面粗糙度R_a在0.40μm左右,残余应力为压应力,且无明显硬化层。     

微铣金属表面微沟槽结构的粗糙度及形貌分析

为了提高和改善微沟槽表面质量,设计了高速微铣削实验,研究了微沟槽底面表面粗糙度和侧壁残留毛刺的变化规律。从理论角度引入了已加工表面的形成机理,建立了微观表面粗糙度理论模型,提出了刀具跳动对侧壁形貌变化影响的规律。利用三轴联动精密微细铣削机床加工微细直沟槽,并选取主轴转速、轴向切深、进给速度、刀具跳动量和材料组织结构为研究因素。采用多因素正交实验和极差分析法,对表面粗糙度值进行数值分析。铝合金,钢和钛合金三类微沟槽底面对应的最佳表面粗糙度值变化范围分别为1.073~1.481 μm,0.485~0.883 μm,0.235~0.267 μm;无刀具跳动钛合金微沟槽壁毛刺的最大高度为7.637 μm,而当刀具存在0.3 μm的径向综合跳动量时对应的微槽壁毛刺的最大高度为21.79 μm。铣削参数对表面粗糙度值的影响按从大到小依次为进给速度、主轴转速、轴向切深,且随着进给速度和轴向切深的增大,表面粗糙度值增大;随着主轴转速的增大,表面粗糙度值先减小后增大;在相同加工条件下,若微圆弧刀刃无磨损,微刀具的跳动量对微直沟槽侧壁表面质量有较大影响。同时,不同金属材料特性也是影响微沟槽表面质量的潜在因素。     

模具钢高速硬铣削加工表面完整性及其耐磨性研究

随着刀具制备技术与高端机床的不断发展,高速硬切削技术在模具制造行业的应用可行性逐渐提高。鉴于冷作模具在服役过程对耐磨性的要求高的特点,本文以淬硬模具钢为研究对象,研究高速铣削时工件表面完整性及其耐磨性关于切削速度的影响规律。结果表明,表面粗糙度随主轴转速的提高而降低;表面加工硬化显著,存在残余压应力,且二者均随主轴转速的提高而降低;表面耐磨性是表面硬度、表面残余应力和表面缺陷等多因素协同作用下的结果,随主轴转速的提高呈先增强后减弱的规律。该结果可用于指导模具钢铣削加工时切削参数的选择,有助于实现模具钢高性能制造。