变截面涡旋盘高速铣削仿真加工与实验研究

为减小变截面涡旋盘涡旋齿的变形,提高加工精度,需确定合理的铣削参数。开展了变截面涡旋盘高速铣削仿真与实验研究以确定铣削参数的合理取值范围;选用HT250变截面涡旋盘为研究对象,研究了更接近实际的材料本构模型、刀-屑摩擦模型和热传导控制方程等关键技术;建立了变截面涡旋盘几何模型和简化后的二维铣削模型,利用ABAQUS软件仿真切屑成形过程及不同的铣削参数对铣削力、铣削热影响的变化曲线;通过多因素正交实验加工变截面涡旋盘。结果表明:当主轴转速为3500 r/min、每齿进给量为0.1 mm以及切削深度为2.5 mm时进行铣削更加合理。铣削变截面涡旋盘的研究为加工参数的选择提供了依据和参考;依据实验后所得的铣削参数进行铣削可减小铣削力、铣削温度及齿变形,提高了变截面涡旋盘的加工效率和质量。     

6061铝合金高速铣削切削参数对表面粗糙度的影响分析

为了分析切削参数对工件表面粗糙度的影响规律,首先借助Deform-3D软件模拟出不同切削参数下铝合金工件的表面粗糙度值;其次采用二次响应曲面(RSM)法建立6061铝合金经高速铣削后的表面粗糙度预测模型并对模型的真实性进行显著性分析,分析铣削参数对工件表面粗糙度的影响;最后通过切削试验对仿真结果进行验证并得出最优参数组合。结果表明:在试验条件下,对6061铝合金铣削表面粗糙度影响的重要程度依次为背吃刀量主轴转速每齿进给量。     

7075铝合金铣削参数优化仿真研究

为了研究不同铣削参数对7075铝合金铣削过程中铣削力和铣削温度的影响,进行铣削参数优化。采用仿真与试验验证结合的方法,利用有限元建立2D铣削仿真模型,研究铣削过程中铣削力和铣削温度的变化,并在相同的切削条件下进行铣削试验测量铣削力,通过正交试验和单因素试验进行铣削参数优化。结果表明,有限元仿真结果与试验结果数据相近,验证了有限元模型的准确性,通过正交试验选出最优的铣削工艺参数为主轴转速6000r/min、每齿进给量0.05mm/z、铣削宽度2mm、铣削深度0.5mm;铣削7075铝合金时,在不影响生产的条件下,应采用较高的主轴转速,较低的进给量、铣削深度和铣削宽度,铣削温度随每齿进给量、主轴转速和铣削宽度升高而变大,铣削深度对铣削温度的影响极小。     

高速铣削RoyAlloy模具钢的表面粗糙度研究

为分析高速铣削RoyAlloy模具钢时表面粗糙度的变化规律,在基于刀具位姿的基础上,由正交试验综合研究前倾角、侧偏角、主轴转速、每齿进给量、铣削深度和铣削宽度等铣削参数的影响,并建立了预测模型。     

无织构刀具与织构刀具铣削性能对比研究

基于金属切削理论,以无织构刀具和织构刀具为研究对象,对钛合金的铣削过程进行分析与研究,通过改变钛合金的切削条件,研究在不同的切削参数(转速n、背吃刀量ap、侧吃刀量ae、每齿进给量fz)条件下铣削TC4钛合金的铣削力变化趋势并进行分析,为实际加工参数的选择提供参考和依据,具有一定的应用价值。     

高速铣削超高强度钢的切削力及表面粗糙度研究

选用涂层硬质合金刀具对300M超高强度钢进行高速铣削试验,通过单因素试验和多因素正交试验法,得出铣削参数(主轴转速、每齿进给量、铣削深度)对切削力及表面粗糙度的影响规律及主次关系。对正交试验结果做最小二乘法分析,建立切削力及表面粗糙度与铣削参数之间的经验模型;对经验模型的回归方程及系数做显著性检验,并对其进行参数优化,得出铣削参数的最优组合。结果表明:主轴转速和铣削深度对切削力的作用较大,而每齿进给量对其影响相对较弱;每齿进给量对表面粗糙度作用最强,铣削深度次之,主轴转速对其作用最弱。     

难加工材料高速切削过程中切削力的非线性特征规律析因研究

综合应用析因试验设计与拉丁超立方抽样试验设计,对难加工材料马氏体不锈钢进行了高速铣削试验。在分析其切削力的非线性特征规律基础上,建立了高速切削难加工材料工艺中切削力与背吃刀量、每齿进给量和切削速度之间的非线性数学模型。试验结果表明,高速切削难加工材料时,背吃刀量和每齿进给量之间的交互作用对切削力有显著影响;切削力与切削用量间确实存在非线性特征规律;切削用量对切削力的影响效应随切削用量的变化而发生改变。     

基于ABAQUS的刀具几何参数对铣削HT250铸铁变截面涡旋盘的影响

由于变截面涡旋盘加工比较复杂,且加工精度要求高,需考虑刀具几何参数。开展HT250铸铁变截面涡旋盘高速铣削仿真,研究刀具几何参数对其的影响,并通过试验加工出变截面涡旋盘实体;构建由三段基圆渐开线组成的变截面涡旋盘数学模型,建立三维铣削模型和简化后的二维铣削模型,基于ABAQUS软件分析加工时刀具前角、后角和钝圆半径对铣削力和铣削温度的影响规律,得到不同刀具几何参数的铣削应力云图和铣削温度分布云图。通过刀具几何参数对变截面涡旋盘铣削力和铣削温度影响规律的研究,为选择合理的刀具几何参数提供依据和参考,便于提高变截面涡旋盘加工精度。     

基于正交试验的螺纹加工技术研究

发动机机体主轴承螺栓孔、曲柄平衡块螺栓孔等重要螺纹孔的加工是该零件加工的关键工序。应用正交试验方法,可以确定螺纹铣削加工中的关键参数,以实现提高加工质量与效率的目的。试验以切削线速度、每齿进给量和背吃刀量为影响因素,每个因素选取3个设计水平,在三轴联动的数控机床上进行加工试验,并分析试验结果。结果表明,在螺纹铣削加工中参数的影响大小依次是:每齿进给量,切削线速度,背吃刀量。     

高速铣削加工6061铝合金高速列车车体工艺参数的优化

在高速铣削高速列车车体铝合金型材的过程中,加工工艺参数对刀具的切削性能以及使用寿命有着非常重要的影响。本文采用析因设计方法,分析主轴转速和进给量对铣削力的影响趋势。试验结果的极差分析表明,主轴转速对切削力的影响比进给量大;随着转速的增加,Fy和Fz均显著降低,转速越高降低的幅度越大;三个方向的切削力随着每齿进给量的增大而增大。因此,主轴转速10000r/min、进给量0.1-0.12mm/z为优选的加工参数。     

高速铣削Mg-Al-Zn-Mn系镁合金时切削力影响因素析因偏回归研究

在切削速度471.24～942.48 m/min,每齿进给量0.05～0.2 mm,背吃刀量2～4 mm范围内,研究了高速端面铣削Mg-Al-Zn-Mn系镁合金过程中主切削力的变化规律,并从切削变形机理上进行了讨论与分析.通过L8(23)析因分析与偏回归分析,考察切削用量对铣削力的影响规律,使用残差分析与最小二乘法等统计方法,建立了主切削力与切削用量的经验公式.研究结果表明:高速铣削时,背吃刀量和每齿进给量是对主切削力有显著影响的效应因素;在试验速度范围内,随切削速度的增大,主切削力将成下降趋势;在选定的切削用量范围内,实际测量切削力与由经验公式计算结果较为吻合.     

立铣刀齿数和螺旋角对铣削变截面涡旋盘影响仿真研究

变截面涡旋盘加工精度要求高,刀具的选择直接影响加工质量。通过分析涡旋压缩机工作原理以及刀具参数对铣削变截面涡旋盘的影响,建立了高速铣削HT250铸铁变截面涡旋盘的仿真模型及简化后的二维铣削模型,利用ABAQUS软件分析了刀具齿数和螺旋角对铣削力和铣削温度的影响规律。试验表明,随着刀具齿数的增加,切向力F_x、径向力F_y和轴向力F_z都增大,铣削温度也逐渐增大;随着螺旋角度的增大,切向力F_x和径向力F_y减小,轴向力F_z增大,铣削温度先减小后增大。分析表明,合理的刀具参数可以减小涡旋齿的变形,本研究可为加工变截面涡旋盘时选择合理的刀具齿数和螺旋角提供依据和参考。     

介观尺度心轴的表面粗糙度预测模型建立及参数优化

为控制惯性约束聚变靶制备中介观尺度心轴的表面粗糙度,提出一种应用旋转设计技术安排试验的方法,通过非线性回归分析,建立基于进给量、背吃刀量、主轴转速和刀尖角四个主要切削参数的介观尺度心轴的表面粗糙度二次预测模型。分析结果表明,该模型的拟合值能较好地反映心轴车削表面粗糙度,并且具有比理论表面粗糙度计算值更高的精度。在主要切削参数中,进给量和刀尖角比背吃刀量和主轴转速对心轴表面粗糙度的影响更显著。利用优化得到的最佳表面粗糙度为目标切削条件,选用直线切削刃超细晶粒硬质合金刀具,在φ0.6 mm的心轴上得到Ra16.53 nm的表面粗糙度。     

铁氧体精密车削工艺试验研究

对铁氧体车削加工工艺进行正交试验研究,采用自主研发的精密机床,变量设置有主轴转速、进给量、背吃刀量三个因素,每个因素各有三个水平。试验发现:进给量对粗糙度影响最大,进给量越大,粗糙度值越高;主轴转速越高,粗糙度值越低;背吃刀量对粗糙度的影响为阶段性,先降低后增加。     

基于振动信号控制的水室封头铣削加工工艺的优化

水室封头部件是蒸汽发生器的关键部件,关系到核电发电效率及安全性。水室封头铣削加工的工况为大悬深量、大进给量、轴向切削深度大,产生较大的切削力,导致主轴-刀具系统产生非常大的振动,进而造成工件表面质量和刀具寿命降低。针对上述问题,对铣削水室封头的工艺进行优化,减少了铣削过程的振动,从而提高型面加工精度。采用正交实验分析切削参数对X方向切削振动的影响,分析得出轴向切削深度是影响铣削振动的主要因素,每齿进给量次之,主轴转速影响最小的结论。优化后的切削参数是轴向切深为1.5mm,每齿进给量为0.8mm/z,主轴转速为500r/min。     

高速铣削SM1CrNi3的切削力和表面质量试验研究

应用均匀设计法设计并进行淬硬钢SM1CrNi3的高速铣削试验,分析铣削速度、每齿进给量、侧吃刀量、背吃刀量、刀尖半径和刀具材料对切削力和表面质量的影响。结果表明:刀具材料对切削力有影响,对表面质量无影响;铣削用量和刀尖半径对切削力和表面质量都有影响,且不一致,甚至是矛盾的,因此在实际生产选择铣削参数时应以表面质量为先,兼顾切削力。     

基于遗传算法的航空叶片铣削加工工艺参数优化

为了提高叶片加工效率和降低加工变形量,利用正交试验法确定了若干组工艺参数方案并完成CAM和CAE仿真试验,建立了加工效率和变形量的模型。为得到更好的加工效率和更优的变形量,采用遗传算法完成对铣削工艺参数的优化计算,对最优工艺参数解集进行二次试验和优化,最终获得满足更高加工效率和更优变形量的最佳工艺参数组合。结果表明:当每齿进给量0.05mm,刀具转速2860r/min,铣削宽度0.5mm,铣削深度0.1mm时,工艺参数最优。     

面铣刀铣削钛合金时切削参数对切削力影响规律的仿真

为了研究面铣刀铣削钛合金时背吃刀量、铣削速度和进给量对刀齿所受切削力的影响,建立面铣刀铣削钛合金的模型。采用单因素实验法,基于ABAQUS有限元仿真软件对所建模型进行铣削仿真,在不同背吃刀量、铣削速度和进给量的条件下,分别对刀齿切削力的变化规律进行分析。研究表明：面铣刀铣削钛合金时,背吃刀量的改变对切削力影响程度最大。在中高速铣削条件下,使用小背吃刀量和大进给量,可以降低切削力,提高刀具寿命。     

单齿飞刀铣削航天薄壁件加工工艺优化研究

针对航天薄壁件加工过程中的变形问题,基于正交试验方法优化航天薄壁件飞刀铣削参数组合,采用极差分析法并绘制试验指标与各试验因素间的关系曲线图得出了各因素对加工质量的影响程度,并以此为基础优化参数,进行航天薄壁件铣削加工工艺优化研究。试验表明:主轴转速n和刀具圆弧半径r对工件表面质量影响较大,且各因素对表面粗糙度的影响程度大小顺序为:主轴转速、刀具圆弧半径、刀具后角、进给量、背吃刀量。采用优化后的工艺参数加工试验,当r=1.1mm、a0=8mm、f=8μm/r、ap=1μm和n=950r/min时,得到了表面粗糙度Ra为72nm的质量表面。     

基于主成分分析和灰色关联度的铝合金铣削参数优化

在飞机耳片槽的加工中经常出现耳片变形、切削振动引发表面质量变差等质量问题,为确保耳片加工表面质量,以7050-T7451铝合金为试验对象,把径向切削深度作为试验定量,主轴转速、每齿进给量和轴向切深为试验变量,设计三因素三水平的正交铣削试验,以表面粗糙度和材料去除率为输出特性指标,采用灰色关联理论主成分分析法对试验数据进行分析,确定灰色关联分析中的权重系数,对铣削加工进行多目标优化。研究表明,3个因素对试验表面粗糙度和材料去除率的影响程度的显著性排序为:每齿进给量轴向切削深度主轴转速;最优铣削加工参数为:主轴转速为5000 r/min,每齿进给量为0.25 mm,轴向切削深度为4 mm,径向切削深度为0. 5 mm。