高速铣削加工再生型颤振稳定性及影响因素分析

针对现有高速切削加工研究中存在的动力学模型较为抽象、可视化程度低、加工参数优化寻优导向性差、求解效率低等问题,探讨高速铣削加工再生型颤振稳定性及影响因素分析策略。以某高速铣削加工系统为例,研究高速铣削加工再生型颤振动力学模型的构建方法,探讨高速铣削加工稳定性的边界条件,构建高速铣削加工的稳定性分析模型及加工过程仿真模型,分析刀具参数和切削参数对高速铣削加工稳定性的影响,获取领域知识和经验知识。     

球头铣刀铣削过程的物理建模与仿真

给出了球头铣刀刃线几何模型,采用理论切削力分析与实验-系数识别相结合的方法,建立了新的螺旋刃球头铣刀的铣削力模型;建立了考虑刀杆柔性的球头铣刀铣削振动模型;考虑刀具动态变形和工件表面波纹对切削厚度的再生反馈,建立了球头刀铣削动力学模型,对动态铣削过程进行了仿真,证明离线仿真可以对铣削过程动特性做出准确的预测.     

球头铣刀铣削过程的物理建模与仿真

给出了球头铣刀刃线几何模型，采用理论切削力分析与实验-系数识别相结合的方法，建立了新的螺旋刃球头铣刀的铣削力模型；建立了考虑刀杆柔性的球头铣刀铣削振动模型；考虑刀具动态变形和工件表面波纹对切削厚度的再生反馈；建立了球头刀铣削动力学模型，对动态铣削过程进行了仿真。证明离线仿真可以对铣削过程动特性做出了准确的预测。     

薄壁零件的高速铣削

熟悉CAXA制造工程师的造型、参数、刀路和高速铣削技术的特点.分析薄壁零件的加工工艺、加工方法、注意点及其过程.根据图纸要求,造型、加工符合需要的薄壁零件,合理选用机床、刀具、切削参数、工艺路径、和加工方法.     

基于电气控制原理的机床切削参数的设置

在使用机床切削加工时,需要合理的选择切削参数才能保证加工质量、降低成本、提高效率。如果参数选择不合理可能造成机床的损坏,影响电机的使用寿命。本文阐述了在车削加工和铣削加工中,如何将加工切削参数折算为电机功率的计算过程,为合理设置切削参数提供了依据。     

高速切削加工的刀具选择

作为先进制造技术,高速切削加工已成为机械制造业的主流发展方向,它的应用将大幅度地提高加工效率和加工质量。高速切削刀具技术是实现高速切削的关键技术之一。本文根据高速切削加工对刀具系统的要求,分别从刀具材料、结构和刀杆结构及切削参数等方面阐述了在高速切削加工中如何合理地选择刀具。     

如何提高《金属切削原理与刀具》的教学质量

《金属切削原理与刀具》是由“金属切削原理”与“金属切削刀具”两部分组成。前者以车削为中心,系统阐明车削过程的基本规律和应用,然后介绍钻削、铣削、磨削过程的特点,知识比较抽象,学生听课常感到枯燥、乏味;后者则以常用刀具的类型、结构特点及其选用和常用非标准刀具的设计为主,其实践性比较强,但学校实验室模型较少,多数实验不能正常进行,因而学生对刀具只能是一种模糊的认识。同时,随着教改的深入,课程设置发生变化,本课的课时数由原来的140学时压缩为80学时,,这样,学生对这门课深感抽象、枯燥,教学难度比较大。而且,这门专业课学习的好坏,又直接影响机床、工艺与夹具等专业课的学习。因此,如何提高《金属切削原理与刀具》的教学质量,使学生从始至终保持主动学习的积极性,则成为一个突出而又亟待解决的问题。     

二维轮廓铣削的简化编程方法——以具体零件的加工编程为例

介绍了二维轮廓铣削加工的工艺分析。根据刀具半径补偿原理,宏程序的基本定义等,在编程时,虽然不同层的轮廓切削程序中刀具偏移工件轮廓值、Z向深度、主轴转速、进给速度等因素的不同,但其加工的轮廓形状相同,为了简化程序,可以把这些重复的程序单独抽出,按一定的格式编成子程序,并用宏程序把二维轮廓铣削编程形成一种模块。     

铣削参数对TC4钛合金铣削残余应力影响的仿真研究

为了研究铣削参数对TC4钛合金加工表面残余应力分布的影响，建立了硬质合金立铣刀铣削TC4钛合金的三维铣削模型。以刀具角速度和进给速度作为输入载荷变量，探讨不同铣削参数TC4钛合金加工表面残余应力的分布情况。仿真结果表明，残余应力随刀具进给方向不断减小，在进刀槽处残余应力值大于退刀槽处的残余应力值；在进(退)刀槽纵向深度方向残余应力随着距离铣削面越远应力值越小，最大应力值分布在距离铣削面0.2～0.25 mm区域；当纵向深度距离铣削面0.5 mm时，残余应力急剧减小至300 MPa左右；当刀具角速度为314 rad/s、进给速度为1 800 mm/min时，铣削面残余应力相对较小。该仿真结果为不同铣削参数对铣削面及其纵向深度的残余应力分布情况的研究提供参考。     

《金属切削原理与刀具》课的教改实践

<金属切削原理与刀具>是机类专业的一门专业课.它主要向学生传授切削加工刀具几何参数、刀具的使用与选择和金属切削规律.近几年来,大连职业技术学院重新修订了教学计划,笔者也随之对刀具课教法进行了改革,主要涉及以下3个方面:     

Cutting force and its frequency spectrum characteristics in high speed milling of titanium alloy with a polycrystalline diamond tool

In this paper, a series of experiments were performed by high speed milling of Ti-6.5Al-2Zr-1Mo-1V (TA15) by use of polycrystalline diamond (PCD) tools. The characteristics of high speed machining (HSM) dynamic milling forces were investigated. The effects of the parameters of the process, i.e., cutting speed, feed per tooth, and depth of axial cut, on cutting forces were studied. The cutting force signals under different cutting speed conditions and different cutting tool wear stages were analyzed by frequency spectrum analysis. The trend and frequency domain aspects of the dynamic forces were evaluated and discussed. The results indicate that a characteristic frequency in cutting force power spectrum does in fact exist. The amplitudes increase with the increase of cutting speed and tool wear level, which could be applied to the monitoring of the cutting process.     

胶接圆锯片设计与仿真分析

在常规夹层圆锯片基体结构的基础上,设计了一种胶接圆锯片基体结构。通过性能参数对比,选取JL-6103型胶黏剂用于圆锯片的胶接。采用专用合金工具钢65 Mn为基体材料,基于有限单元法,分别对常规夹层圆锯片基体及新型胶接圆锯片基体进行模态分析和谐响应分析,发现胶接圆锯片固有频率、最大变形量和等效应力值均远远小于常规夹层圆锯片,故胶接圆锯片具有更好的吸能减振效果。     

球墨铸铁高速铣削加工工艺参数优化实验研究

针对难加工球墨铸铁材料进行高速铣削工艺参数优化研究,设计了四因素四水平正交实验,以获得铣削用量对加工过程力和表面粗糙度的影响关系,并利用多元回归分析建立铣削分力和粗糙度的经验模型。研究结果表明:每齿进给量对粗糙度值影响最为显著,铣削参数设置不同,产生的铣削分力不同,背吃刀量对铣削分力影响最大。针对最小铣削力与最小粗糙度的目标,分别得出最优的铣削用量参数。     

超硬刀具材料WEDM加工参数的试验研究

超硬刀具材料复合片的分割是超硬刀具制造过程中的一个难题,用电火花线切割的方法分割复合片是符合我国制造业现状的可选之法。本文通过正交试验探求了该方法提高切割效率的可行途径,并分析指出了该方法的局限性。     

基于2D元胞自动机的铣刀片温度场影响因素的研究

切削刀具的质量是机械加工设备长期有效运行的决定性因素.切削所产生的热量是铣刀片磨损和破损产生的重要因素,揭示刀具破损磨损的产生机理的重要手段是研究切削热和切削温度的变化规律.针对这一问题,用元胞自动机思想,建立以元胞自动机理论研究铣刀片在切削过程中温度影响的评价准则,来研究温度的变化对切削刀具的影响.     

Machining distortion prediction of aerospace monolithic components

To predict the distortion of aerospace monolithic components, a model is established to simulate the numerical control （NC） milling process using 3D finite element method （FEM）. In this model, the cutting layer is simplified firstly. Then, the models of cutting force and cutting temperature are established to gain the cutting loads, which are applied to the mesh model of the part. Finally, a prototype of machining simulation environment is developed to simulate the milling process of a spar. Key factors influencing the distortion, such as initial residual stress, cutting loads, fixture layout, cutting sequence, and tool path are considered all together. The total distortion of the spar is predicted and an experiment is conducted to validate the numerical results. It is found that the maximum discrepancy between the simulation results and experiment values is 19.0%.     

Helical milling of CFRP/Ti-6Al-4V stacks with varying machining parameters

The hole-making process in stack materials consisting of carbon fiber reinforced plastics(CFRP) and Ti-6Al-4V remains a critical challenge. In this paper, an experimental study on the helical milling of CFRP/Ti-6Al-4V stacks was conducted by using two different machining strategies. Helical milling strategyⅠ machines both materials with identical machining parameters, while machining strategyⅡ uses two sets of machining parameters to machine each material. Helical milling performance was evaluated by the following indicators: tool life, cutting forces, hole quality(including diameter deviation, roundness, roughness, and hole edge quality). The results demonstrate that helical milling strategy Ⅱ outperformed strategy Ⅰ, leading to longer tool life(up to 48 holes), smaller cutting forces and better hole quality with higher geometric accuracy and smoother surface finish(Ra≤ 0.58 μm for Ti-6Al-4V and Ra ≤ 0.81 μm for CFRP), eliminating the need for reaming or de-burring.     

数控铣加工中的刀具和切削用量选择

在数控铣加工编程的过程中,要保证被加工零件的质量,充分发挥机床功效,使生产安全顺利进行,如何选择刀具和切削用量十分重要,只有合理选择刀具和切削用量,编制的加工程序才能具有高质量和高效率。     

高速铣削的技术特点及在模具加工的应用

分析了高速铣削加工的技术特点及对加工设备、数控系统、刀柄和刀具、加工工艺的技术要求,并指出高速铣削技术在模具加工应用的优越性。