PCBN硬态切削粉末冶金气门座圈的试验研究

为了提高粉末冶金气门座圈实际加工中的加工表面质量和刀具寿命,需要研究聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具硬态切削时切削参数对切削力的影响规律。文章通过正交试验设计,建立了PCBN刀具硬态切削粉末冶金气门座圈切削力的经验公式,并研究了切削用量对切削力的影响。试验结果表明:PCBN刀具硬态切削粉末冶金气门座圈时,刀尖圆弧半径和负倒棱导致径向力相对较大;切削参数中切削深度和进给量对切削力的影响较大,切削速度的影响相对较小;切削V581过程中,主切削力随着切削速度的增加而有所下降;实际加工中应选用较小的切削深度和进给量、较高的切削速度,以提高加工表面质量和刀具寿命。     

切削用量对车削TC4钛合金切削力的影响研究

TC4钛合金在切削加工时,切削用量的选择直接影响着切削力的大小、刀具的磨损程度、切削温度的变化等一系列问题,不合理的切削用量会导致切削力和加工成本增大,加工质量降低。因此,系统研究钛合金材料切削时切削用量对切削力的影响规律,进而优化选择切削用量对于提高加工效率、控制加工质量具有重要意义。借助于Deform-3D软件仿真分析了切削用量对切削力的影响规律,在切削用量的三个参数中,切削速度对切削力的影响最小,背吃刀量和进给量对切削力的影响较大,综合考虑加工效率和加工质量,车削TC4钛合金时应选择相对较高的切削速度、较低进给量和较小背吃刀量。     

多齿刀具制造铜纤维的表面形貌成形研究

金属纤维是一种新型多用途工程材料.利用多齿刀具在普通卧式车床上加工出了连续铜纤维,通过与拉拔法生产的铜纤维SEM观察对比,发现多齿刀具制造的铜纤维具有粗糙的茸状形貌表面结构特点.并应用切削试验对比了采用不同切削用量时铜纤维的表面形貌,研究了切削用量对于铜纤维的表面形貌的影响规律.实验结果表明切削速度对于铜纤维的表面形貌影响最大,背吃刀量和进给量影响较小.因此为获得具有茸状形貌表面结构特点的连续铜纤维,应该选择较小的切削速度,并根据当量直径的要求,选择合适的背吃刀量和进给量.     

自回转刀具切削SiC_w/LD_2铝基复合材料的切削力

针对自回转刀具切削碳化硅晶须增强铝基复合材料时的切削力特性问题,采用自回转刀具和圆形固定刀具切削SiC_w/LD_2铝基复合材料、45钢和铝合金,用Kistler测力系统检测和分析切削力.试验结果表明,自回转刀具与圆形固定刀具相比平均背吃刀抗力F_p减小了30%—60%,峰值减小了70%—80%;随着切削速度的增加自回转刀具的切削力呈快速减小的趋势,其切削力系数K_p1.圆形固定刀具的切削力亦呈减小的趋势,但切削力系数Kp1;随着进给量的增大,固定刀具的切削力增加剧烈,其切削力系数K_p1,而自回转刀具的切削力增幅很小,且切削力系数K_p由大于1转变为小于1,减小的幅度明显;自回转刀具是加工中低体积分数铝基复合材料时的高性能低成本刀具之一,宜采用高切削速度、大进给量的方式进行加工.     

超高强度合金钢铣削中切削力特征的非线性析因研究

应用析因试验设计与均匀试验设计方法,对超高强度合金钢(硬度大于50 HRc、抗拉强度σb＞1.4 GPa)进行了高速铣削试验.在分析其切削非线性特征力的基础上,应用高斯-牛顿迭代法,建立了高速切削力与侧吃刀量、背吃刀量、每齿进给量和切削速度间的非线性数学模型.试验结果表明,高速干式铣削超高强度合金钢时,ap,ae,fz,ap与fz之间,ae与fz之间以及ae与ap之间的交互作用等对切削力有显著影响;切削力与切削用量间存在非线性特征规律,切削用量对切削力的影响具有明显的尺度效应,该效应随切削用量的变化而改变.     

多齿刀具制造铜纤维时表面形貌的成形

为获得表面粗糙程度不同的铜纤维,利用多齿刀具在普通卧式车床上加工出了连续铜纤维.将其与拉拔法生产的铜纤维进行扫描电镜观察对比,发现前者具有粗糙的茸状形貌.通过切削试验对比了不同切削用量时铜纤维的表面形貌,研究了切削用量对铜纤维表面形貌的影响规律.实验结果表明:切削速度对铜纤维的表面形貌影响最大,背吃刀量和进给量的影响较小.因此,为获得具有茸状形貌的连续铜纤维,应该选择较小的切削速度,并根据当量直径的要求选择合适的背吃刀量和进给量.     

45钢焊接件的干式车削工艺参数优化实验研究

通过正交试验,采用YT14、YT5、YM051三种刀具对45钢焊接件进行切削试验,采集不同切削用量下工件的表面轮廓信号和主切削力信号,评定切削参数对二者的影响.实验结果发现,干式切削过程中背吃刀量、进给量、转速对表面质量和主切削力的影响程度依次降低,且不同刀具所获得优化切削参数也不同;YT14刀具最抗磨,YT5刀具次之,YM051刀具表现出的耐磨性较差.同时,通过对比两种状态下的双谱特征,对优选参数的选择作出了定性评价.     

微细金属纤维的刨削成形工艺

采用刨削加工法,利用多齿刀具在普通刨床上加工获得质量稳定的微细金属纤维,纤维长度为10-20mm,纤维直径可达100 μm以下.通过综合分析金属纤维刨削成形过程,研究切削参数对金属纤维刨削成形的影响规律,并得到加工金属纤维的合理工艺参数. 研究结果表明:在金属纤维刨削成形过程中,刀具参数和切削用量对纤维的质量有重要影响,较大的刀具前角和合适的刀具后角有利于纤维的成形,而背吃刀量对金属纤维的成形影响最大,切削速度和进给量的影响则不明显.在背吃刀量为0.04-0.06mm,切削速度为30-60m/min,进给量为0.72-1.44mm/str的条件下选择前角为30°,后角为8°的多齿刀具,可以获得质量稳定的微细铜纤维.     

基于有限元方法的钛合金加工切削力研究

本文基于有限元方法建立了车削钛合金Ti6Al4V的切削仿真模型.通过将Kistler9257B三向车削测力仪测得的主切削力与通过仿真模型获得的主切削力进行对比,验证了仿真模型的正确性.通过ABAQUS二次开发对仿真模型进行了参数化.利用切削仿真参数化模型对主切削力进行了分析.结果表明:通过试验得到的主切削力与仿真模型获得的主切削力相差小于10%;在所选试验参数范围内,随着进给量增加,主切削力增大;随着刀具前角、切削速度增大,主切削力减小;进给量对主切削力的影响最为显著.     

钛合金加工切削力试验研究

为了探索难加工材料钛合金的切削规律,采用均匀设计方法设计了试验参数,在12℃常温干式切削和-50℃低温冷风降温切削条件下,对切削力进行试验研究。将常用的指数形式切削力经验公式进行线性化处理,并对试验数据进行多元线性回归分析,在此基础上建立了适用于钛合金的切削力的指数形式经验公式,方差分析结果,线性关系高度显著。对比分析了钛合金常温干式切削和低温冷风降温切削的主切削力,发现钛合金低温冷风降温切削相对于常温干式切削,主切削力虽然较大,但变化范围较小,有利于提高工艺系统的稳定性,适宜精密加工;提出钛合金低温冷风降温精密切削加工,为了减小主切削力,获得理想的精度、表面质量和切削效率,可选用较高的切削速度,较大背吃刀量和较小的进给量。     

PCBN刀具切削淬硬轴承钢时工件硬度的影响分析

通过对PCBN刀具切削不同硬度GCr15轴承钢时切削力、切削温度、刀具磨损和已加工表面质量的试验研究,得到了工件硬度对上述各量的影响规律.结果表明,当工件硬度在HRC50左右时,刀具磨损严重且工件表面质量很差,说明PCBN刀具不适合切削中等硬度的轴承钢.     

基于正交试验法的27SiMn钢车削力研究

为了研究难加工材料27SiMn钢的切削规律,采用硬质合金车刀,利用正交法对27SiMn钢进行切削实验,得到切削参数在一定范围内(切削深度:0.3~0.8mm,进给量:0.08~0.2mm/r,转速:200~400r/min)与3个方向切削力的关系,结合线性回归方法得到三向切削力的经验模型。实验结果表明,切削深度对切削力的影响最大,其次是进给量,切削速度影响较小。切削深度和进给量对切削力的影响均是正相关,转速大于320r/min时,切削力随着切削速度的增大而减小。显著性检验结果表明切削力经验公式高度显著。     

纯铁切屑形成特征及影响因素研究

采用正交切削试验,研究了纯铁材料在不同切削速度下切屑形成特征及变形机理,开展了刀具前角、切削用量、冷却润滑方式等切削工艺参数对纯铁切屑变形规律的影响试验.结果表明,纯铁切屑呈现显著的剪切滑移变形特征,切削工艺参数仅对切屑中晶粒的变形程度产生影响;低速切削时切屑在前刀面上具有"滑-停-滑"现象,晶粒破碎严重,而高速时停留现象减小甚至消失,晶粒呈拉伸状变形;随着切削速度和刀具前角的增加,切削力、切屑变形系数显著减小,切削力则随进给量的增加而增加,但切屑变形系数则呈减小趋势;相同切削用量时,水冷方式下切削力和切屑变形系数最小,而干切时最大.试验结果对纯铁材料选择合适的工艺参数以改善其加工性能具有重要的参考意义.     

Al2O3/Ti(C，N)-Ni-Ti陶瓷刀具的切削性能

研究了Al2O3/Ti(C,N)-Ni-Ti陶瓷复合刀具对淬硬35CrMo合金钢进行连续干切削时各切削参数对切削力的影响.结果表明:切削深度对切削力的影响最显著,切削速度的影响最小.对比研究了Al2O3/Ti(C,N)和Al2O3/Ti(C,N)-Ni-Ti陶瓷刀具的耐磨性能和磨损形态:后者的耐磨性能明显优于前者,其中Al2O3/Ti(C,N)-5%(Ni,Ti)的耐磨性能最高.Al2O3/Ti(C,N)-Ni-Ti刀具的磨损形态主要表现为后刀面的磨粒磨损和疲劳磨损,由于这种材料具有较高的弯曲强度和断裂韧性,能有效防止前刀面出现崩刃破损现象,因此具有较高的可靠性,适用于高速切削.在高速切削条件(ap=006mm,vc=2549m/min,vf=009mm/r)下,Al2O3/Ti(C,N)-5%(Ni,Ti)刀具的切削耐用度为150min.     

难加工材料高速切削力非线性特征规律的最大熵谱分析与小波分析

在切削速度范围157～1 000 m/min内，综合应用析因试验与速度单因素试验，对航空用难加工材料2Cr13马氏体不锈钢进行了高速干式铣削试验。在分析其切削力显著性影响因素的基础上，对切削力随机信号进行了现代谱分析与小波分析。研究结果表明，高速切削马氏体不锈钢材料时，切削速度和每齿进给量之间的交互作用对切削力有显著影响；铣削深度和每齿进给量之间的交互作用在切削力响应信号中表现为低频周期信号；低频周期信号与高频信号叠加后，其波形的振幅将会增大。     

圆形刀片切屑流向的试验研究

对圆形刀片切削加工中的切屑流向进行试验研究，并应用模糊集理论对集结果进行了分析，得出了进给量、背吃刀量、切削速度，刀片直径与切屑流向之间的关系，及在不同切削条件下切屑流向的变化规律，从而对圆形刀片在实际生产加工中，如何控制切屑的流向提供了数据资料。     

TC4钛合金铣削性能分析及多目标参数优化

如何更好对钛合金材料进行切削加工,以及在保证高切削加工效率,高精度与低切削力的基础上,如何对加工参数进行合理选取一直是钛合金切削加工领域中的一大研究热点。为了探究TC4钛合金的铣削性能与铣削参数优化问题,设计了正交铣削试验方案,分析了铣削参数即背吃刀量,侧吃刀量,主轴转速,进给速度对其铣削力与铣削后表面粗糙度的影响规律。将铣削力,表面粗糙度与材料去除率作为优化目标,建立了多目标优化模型,在Pareto算法的基础上,采用了一种简捷的方法对模型进行求解,并通过试验验证了该方法的可行性。结果显示,对铣削力的影响程度中,背吃刀量影响最大,随后是侧吃刀量与主轴转速,进给速度影响程度最小;对表面粗糙度的影响程度中,进给速度影响最大,其次是侧吃刀量与背吃刀量,主轴转速影响程度最小;Pareto算法所得的参数组通过试验验证,与正交试验组相比,各项指标数值均在较优位置。     

超高速切削时的T－v关系与切削力

研究了用ＮＴ５硬质合金端铣刀以３００～７８５ｍ／ｍｉｎ的速度铣削ＥＸ３０钢时刀具耐用度Ｔ和切削速度ｖ，主切削力Ｆ２与切削速度ｖ、进给速度ｖｆ、吃刀量ａｐ之间的关系，给出了刀具磨损曲线、Ｔ－ｖ关系曲线、Ｔ－ｖ关系式以及Ｆ２－ｖ，Ｆ２－ｖｆ，Ｆ２－αｐ关系曲线及关系式，并对这些关系和规律进行了机理的分析与讨论．     

精密切削淬硬轴承钢GCr15的表面粗糙度预测与加工参数优化

建立了淬硬钢精密切削加工表面粗糙度预测模型;采用PCBN刀具对GCr15淬硬钢进行了正交切削优化试验,获得了相当于精磨加工的表面粗糙度;试验结果表明进给量和刀尖圆弧半径是影响PCBN刀具精密硬态切削表面粗糙度的主要因素。研究可为精密硬态切削工艺参数的选择提供参考和依据。     

车削氟金云母陶瓷脆性破碎机理及表面粗糙度模型

基于脆性断裂力学和刀具-工件干涉原理,研究氟金云母陶瓷脆性破碎机理及表面成形机制,预测了脆性材料车削中的裂纹扩展角度与深度;建立氟金云母陶瓷车削表面粗糙度理论模型,用以评价精密车削陶瓷表面质量并提高加工效率.脆性材料车削表面粗糙度由几何干涉粗糙度和脆性崩碎粗糙度构成.刀具几何形状和进给量主要影响几何干涉粗糙度,工件力学性能、切削速度、切削深度和切削力主要影响脆性崩碎粗糙度.验证实验结果表明,氟金云母陶瓷车削表面粗糙度随切削速度的增大而减小,随进给量或切削深度的增大而增大.本模型的理论预测值与实验结果趋势一致,与传统的几何模型相比更接近实验值.