TiAlN涂层刀具高速铣削淬模具硬钢的磨损规律

淬硬模具钢具有很高的硬度和强度,需采用特殊刀具进行加工.研究表明,氮铝钛(TiAlN)涂层刀具在不同铣削条件下高速铣削淬硬模具钢具有其独特的切削特性和规律.通过氮铝钛(TiAlN)涂层刀具磨损规律的研究,为淬硬模具钢的高速加工技术提供借鉴.     

路面铣刨机铣削载荷的动力学仿真

提出铣刨机铣削厚度的一种新的计算方法,应用UG软件对铣刨转子进行了几何建模,利用Adams软件建立了刀具的动力学仿真模型,进行了动力学仿真,并对其工作状态动态响应进行分析.得到了作业过程中的铣刨转子所承受的切削阻力矩torque、垂直冲击力Fy和水平冲击力Fx的实时变化情况.以BG2000铣刨机为例对相关参数进行了计算.     

叶轮曲面5轴高速铣加工刀轨生成算法

为适应高速切削,提出了一种新的侧刃铣削5轴加工刀轨生成算法和全局刀轨碰撞检查算法.算法的前者采用5次NURBS直纹面拟合原加工刀轨面,生成了全程C2连续的刀位曲线和空间平滑变化的刀轴矢量;后者通过设置刀轴矢量变化的阈值并采用集合碰撞体,实现了刀位的跳点检查和集合运算检查.应用于Superman CAMⅡ原型系统中,经测试,刀轨生成算法的运行速度已接近于UG,用于精加工叶轮,叶片的表面质量可达到Ra 0.8μm;刀具碰撞检查算法不仅可实现集合体之间碰撞的快速检查,而且可精确地检查出碰撞干涉量.     

高速铣削高强高硬钢加工表面硬化实验

研究高速铣削高强高硬钢加工表面层金相组织和硬度变化.进行了高速铣削高强高硬钢的切削温度实验,分析了不同铣削条件下高速铣削高强高硬钢加工表面层微观组织和加工变质层硬度变化.结果表明,高速铣削高强高硬钢时,加工表面层微观组织和加工变质层硬度发生明显变化,切削热对变质层金相组织结构和深度的影响显著.随着切削区平均温度的升高,变质层的深度增加,变质层主要为塑性变形硬化层、回火索氏体、回火屈氏体;切削温度达到一定程度后,在工件表面形成包含自激淬火与塑性变形特点的加工硬化层,可大幅提高工件表面硬度、塑性、韧性和抗腐蚀性.     

高速铣削参数对铝合金零件表面粗糙度的影响

高速切削技术可以降低生产成本,提高零件的表面质量。笔者采用正交实验方法,研究硬质合金刀具高速铣削铝合金材料时,每齿进给量、切削深度、切削速度和行距等铣削参数对零件表面粗糙度的影响。通过对实验数据的直观分析和方差分析,得出了影响零件表面粗糙度大小的主次因素,并确定出较优的铣削参数。结果表明：每齿进给量、切削深度、切削速度和行距分别在0.06 mm/齿、0.6 mm、942.48 m/min和0.05 mm附近取值时,可获得较好的表面质量。该研究为指导企业生产实践提供了的参考依据。     

钛合金Ti6Al4V铣削加工中切削力的三维数值模拟

结合航空钛合金立铣加工的实际情况,提出了主、副切削刃同时进行切削的螺旋齿双刃切削有限元模型,进而利用该模型对航空钛合金Ti6A l4V进行了铣削加工切削力的三维数值模拟研究,得到了铣削过程中切削力的变化曲线和数值,揭示了铣削过程一个周期内切削力的变化规律.通过铣削力实验测得了相同切削条件下的切削力,实验结果与有限元模拟结果较为一致,证明所建立的有限元模型是正确的,可用于预报铣削力值.切削力三维数值模拟的研究为钛合金这种难加工材料切削加工工艺参数优化、刀具的合理选择及其优化设计奠定了基础,同时也为进一步有效控制钛合金航空薄壁零件因切削力作用引起的加工变形提供了新的研究手段.     

铣削过程稳定性分析的时域法研究进展

高速铣削是高性能加工的重要支撑技术,获取无颤振铣削工艺参数是保证铣削加工精度、提高加工效率的前提.再生颤振是引起铣削过程失稳的主要因素,考虑再生效应的动态铣削过程可以表述为含周期系数矩阵的时滞微分方程组.本文从时滞动力系统的动态响应数值求解的角度,对基于动力学模型的铣削颤振稳定性时域(半)解析方法以及应用进行了综述,着重介绍了基于积分方程的半解析方法,并展望了铣削过程稳定性分析的发展趋势.     

基于导纳综合法的立铣加工刀尖点动态特性预测

针对立铣加工系统中刀尖点动态特性理论预测的问题,研究了导纳综合法预测刀尖点位移导纳的方法.立铣加工系统被分为两个子系统,分割线位于刀具上.包含主轴的子系统结构复杂,不易精确建立动力学模型,因此采用试验方法获得其位移导纳.刀具子系统结构简单,采用有限元软件获得其位移导纳.两个子系统是具有不同截面的梁元件,二者通过单点结合,梁上节点具有平移和回转两个自由度.由两个子系统的位移导纳求出刀尖点的位移导纳.对上述方法进行了试验研究,以不同长度的45号钢棒为试验对象,获得了钢棒插入刀柄后的末端位移导纳.     

整体叶轮铣削颤振在线控制技术的研究进展

由于整体叶轮曲面曲率变化产生的加工复杂性,使其颤振机理和控制技术成为实现稳定加工的关键和难点。综述了整体叶轮加工技术的现状,对当前直纹面整体叶轮加工过程存在的问题进行了概括。对整体叶轮加工过程的离线和在线控制技术进行了分析,并提出了整体叶轮铣削颤振控制技术的未来研究动向。     

拉伸装夹改变铣削残余应力的机理研究

基于平面应变的热弹塑性理论分析了拉伸装夹加工残余应力的形成原理,建立了拉伸装夹加工的应变叠加模型,认为残余应力由加工表面的塑性应变决定,而加工表面的塑性应变是加工过程引入的塑性应变和拉伸装夹产生的初始弹性应变之和. 开展了TC4钛合金的拉伸装夹铣削试验,铣削速度从38m/min到566m/min,拉伸装夹产生的初始应变从0和3.0‰, 铣削完成后,在铣削面内与拉伸方向呈0、30、90、120度的四个方向上分别测量了残余应力.试验结果表明在四个测量方向上拉伸装夹引起的残余应力变化量和产生的初始弹性应变一是致的,验证了应变叠加模型的正确性。