高速铣削淬硬H13钢表面粗糙度及残余应力实验研究

为了获得淬硬H13模具钢在高速铣削后的高质量表面,基于单因素实验设计法,采用TiAlN涂层硬质合金立铣刀对其进行高速铣削实验。通过使用NPFLEX白光干涉仪和PROTO X射线衍射仪对加工后工件表面粗糙度、表面形貌以及表面残余应力进行测试,同时分析了切削速度、每齿进给量和轴向切深对测试结果的影响规律。研究结果表明：当切削速度为150 m/min时,表面粗糙度Ra值最小;当每齿进给量为0.06 mm/z时,Ra值最佳;而当轴向切深为0.06 mm时,Ra值最大。随着切削速度的增大,表面残余压应力呈现先减小后增大再减小的变化趋势,随着每齿进给量的增加,表面残余压应力变化并不显著,而随着轴向切深的增加,表面残余压应力增大;最大表面残余压应力和最小表面粗糙度的组合并不在相同的切削参数下获得。     

硬态车削H13钢切削力与表面粗糙度试验研究

为了探究H13钢硬态车削过程中的切削力与工件表面粗糙度，课题组采用单因素试验和多因素正交试验法设计车削试验。通 过极差分析法对试验结果进行分析，研究不同切削速度、进给量和背吃刀量对切削过程中切削力以及工件表面粗糙度的影响，并比较切削力与表面粗糙度的变化 规律。结果表明：影响切削力的显著性参数为背吃刀量＞进给量＞切削速度；影响工件表面粗糙度的显著性参数为进给量＞切削速度＞背吃刀量。通过单因素试 验分析可知，切削力与表面粗糙度变化有一定的相关性，表面粗糙度的变化趋势和切削力一致。     

基于ABAQUS的高温合金GH4169切削力仿真研究

为了研究镍基高温合金加工中切削用量对切削力的影响，课题组借助高温合金的材料本构模型、失效准则、切削过程中的切屑分离准则和摩擦模型，利用ABAQUS有限元分析软件建立了镍基高温合金的二维切削仿真模型，分别以切削速度、切削深度和进给量为单一变量，探究切削力的变化规律。结果表明：切削力随切削速度的增加而减小，并趋于稳定状态；切削力随着进给量和切削深度的增大而增大；相较于切削速度，进给量和切削深度对切削力的影响更大。     

硬质合金刀具高速切削7075铝合金表面粗糙度预测模型

为提高金属切削加工后工件表面质量，课题组将切削速度vc、进给量f、背吃刀量ap及刀尖圆弧半径R这4个因素结合起来，分析各个因素对工件表面粗糙度的影响。首先，设计了正交方案并进行切削试验，用极差法分析正交试验结果；其次，根据正交试验数据，采用多元非线性回归方程建立了表面粗糙度预测模型；最后，进行了离差平方和显著性检验以及模型试验验证。结果表明：4个因素对表面粗糙度的影响程度为f＞R＞vc＞ap；该预测模型高度显著，且通过试验进行了验证，对比得出其误差率低于6%，可以准确地预测铝合金表面粗糙度。该模型为硬质合金切削Al7075 T6铝合金时，切削参数的合理选择提供了依据；为研究硬质合金切削Al7075 T6铝合金表面粗糙度提供了一种便捷的方法。     

切削液的用水质量分析及应用

在金属切削加工过程中,适当使用切削液可以增加产量和降低成本。这是因为用了切削液就可能采用较高的切削速度、较大的进给量和切削深度。切削液的有效应用还可以延长刀具寿命,减少表面粗糙度,提高精度和降低功率消耗。 1 切削液的分类和作用 切削液的基本类型有四种:切削油、水溶性切削液、气态切削液、膏状和固体润滑剂。各类切削液根据用途不同又分为不同的种类。根据加工方法的不同,切削液可以起到下列的一种几种作用:一是冷却刀具、工件和切屑,二是润滑作用(降低摩擦和刀具磨损),三是减少刀具产生切削瘤,四是冲掉切屑,五是防止工件腐蚀。到底哪一种作用为主,则与工件     

基于进化神经网络的304不锈钢车削加工表面粗糙度预测

表面粗糙度是衡量加工零件质量的重要指标之一,对表面粗糙度进行提前预测有利于提高加工质量。课题组采用正交试验方法进行了YG8硬质合金刀具干式车削304不锈钢棒料的实验,得到不同切削条件下的表面粗糙度。由于BP神经网络的算法预测精度不高而且容易陷入局部极小值,利用遗传算法的全局搜索能力优化BP神经网络的结构和初值,建立基于进化神经网络的表面粗糙度预测模型。结果表明：进化的BP神经网络模型有效地克服了BP神经网络容易陷入局部极小值的缺陷,实现了表面粗糙度的精确预测。     

基于Matlab的减振镗杆动态特性分析

机床切削过程中产生的颤振会降低机械加工质量和切削效率，严重影响车床和刀具的使用寿命，产生的环境噪声同时影响工人的身体健康。在影响刀具颤振产生的众多因素中，切削参数（包括切削速度、进给量、背吃刀量）起着不可或缺的作用。为了抑制振动，建立减振镗杆非线性系统的动力学数学模型，加载正弦切削力；采用单因素影响分析方法，研究3种切削参数分别对减振镗杆及减振块最大幅值的影响，绘制不同切削参数下的减振镗杆幅频特性曲线；综合所得仿真结果，分析切削参数对减振镗杆振动影响的规律。所得规律为振动控制策略提供理论依据。     

基于AdvantEdge的7075 T651铝合金铣削参数有限元仿真优化

为了在7075 T651铝合金铣削过程中控制铣削力和铣削温度，减小加工变形，笔者对不同铣削参数进行研究和优化。采用专业切削仿真软件AdvantEdge建立二维铣削仿真模型，对铣削力和铣削温度进行仿真分析，对所得到的铣削力和铣削温度的结果进行铣削实验验证；设计正交试验表获得优化的铣削参数组合，采用单因素试验法获得单一因素对铣削力和铣削温度的影响规律。结果表明：有限元仿真和实验数据误差在可接受范围内，说明了有限元模型的正确性；通过正交试验选出了控制铣削力和控制铣削温度的2组最优铣削参数组合；单因素试验的结果说明每齿进给量、铣削宽度和铣削深度的大小与铣削力的大小成正相关，而铣削力几乎不受主轴转速的影响；主轴转速、每齿进给量和铣削宽度的大小与铣削温度的高低成正相关，而铣削温度几乎不受铣削深度影响。     

切削加工过程的仿真方法研究与实现

为提供虚拟的加工环境和验证工艺设计的正确性,对切削加工过程的计算机仿真方法进行了研究,以OpenGL作为图形支持系统,用VC 开发了切削加工仿真系统。该系统实现了车、铣、刨、磨等多种加工方式的仿真,可对刀具运动和材料切出情况进行实时监控,且可通过工艺参数(如切削速度、进刀量等)对切削过程进行控制,并能自动计算和优化切削时间、成本等参数。系统界面友好,操作方便,运行可靠,能有效地帮助工艺人员对整个加工过程进行直观的评估和验证。     

外圆磨削18CrNiMo7-6表面完整性研究

采用CBN砂轮对渗碳钢18CrNiMo7-6进行不同工艺参数下的外圆磨削,并借助三维形貌测量系统、残余应力测试仪以及显微硬度计分别对表面粗糙度、三维表面形貌、残余应力和显微硬度进行测量,探究不同外圆磨削工艺参数对表面完整性的影响规律。研究结果表明:在以砂轮线速度v_s为单因素变量研究时,v_s=16. 89 m/s(4 300 r/min)下表面粗糙度最优;在以工件速度v_w为单因素变量研究时,v_w=11. 12 m/min (150 r/min)下表面粗糙度值最大,v_w=22. 24 m/min (300 r/min)下表面粗糙度值最小;在以磨削深度a_p为单因素变量研究时,ap=0. 02 mm下表面粗糙度最小。不同磨削工艺参数下工件表面残余应力均呈现为残余压应力,且不同砂轮线速度和工件速度下,深度方向上周向残余应力σ_x和轴向残余应力σ_y也都呈现为残余压应力,残余压应力最大值都出现在表面,之后随深度逐渐减小并趋于稳定。同时结合原始试样的残余应力梯度分布可知,外圆磨削使得工件表层的残余压应力值变大,形成了30μm左右的残余应力变质层。不同砂轮线速度以及不同工件速度下的显微硬度梯度分布均呈现的是先下降后稳定的趋势,且结合原始试样的硬度梯度分布可知,磨削工艺使工件表层形成了约30～60μm的硬化层,显微硬度相对于原始试样有明显的提升。并采用单颗磨粒进行磨削仿真,获得了较为可靠的残余应力梯度分布,与试验结果相比整体趋势一致,具有一定的实际意义。     

基于Matlab的细长轴车削振动因素研究

颤振是影响金属切削加工工件表面质量的主要因素,尤其车削细长轴工件时更容易发生切削颤振。文章基于横 向振动理论建立了细长轴车削过程的振动模型,并从力学及数值分析角度求解了切削力引起的工件振动响应;在Matlab 软件中通过仿真研究了切削用量和工件长径比的变化对工件振动响应的影响。设计了以背吃刀量、进给速度、主轴转速 及工件长径比为变量的四因素三水平正交车削实验,分析4个因素对工件切削力的影响。实验表明长径比、背吃刀量、进 给速度和转速对切削力的影响程度依次降低,实验结论验证了仿真结果的正确性,揭示了细长轴车削过程的动态特性。     

基于正交试验法研究乳化炸药螺杆泵螺杆加工三要素

针对主轴转速、进给速度、背吃刀量切削三要素不同值影响螺杆表面粗糙度规律,剖析传统的依靠人工经验选择三要素存在人为缺陷及遗传算法优化选择三要素需大而全的数据库难以实现的现状,探讨一种科学简单、易于实现的正交试验法应用于筛选三要素的优化组合,通过设计3因素3水平试验并对数据进行数理统计分析计算,得出三要素中背吃刀量对螺杆表面质量影响最显著,主轴转速对其影响非显著的结论,研究出的三要素最优值组合能确保螺杆加工表面质量、提高工效,对实际生产具有一定的指导意义。     

基于正交试验的雾化施液抛光工艺参数研究

为了研究雾化施液化学机械抛光工艺参数对抛光效果的影响,以抛光盘转速、抛光压力、雾化器电压、氧化剂质 量分数为因素,以材料去除率和表面粗糙度为评价指标设计正交试验,再对试验结果进行直观分析和权矩阵分析,得到 了各因素对试验结果的影响趋势和程度,并得到了最佳参数组合。结果表明：在雾化施液抛光过程中抛光效果随抛光盘 转速的增大而增大;随抛光压力的增大呈先增大后减小的趋势;随雾化器电压的增大而增大;随氧化剂质量分数的增大 而增大。且影响程度顺序由大到小为：氧化剂质量分数、抛光压力、雾化器电压、抛光盘转速。当抛光盘转速为60 r／ mm、抛光压力48 kPa、雾化器电压55 V、氧化剂质量分数为2.5%时,得到材料去除率和表面粗糙度均达到最佳,此时的 抛光效果最好。     

利用导电加热切削改善已加工表面质量的研究

本文通过实验研究,证明导电加热切削这一非传统切削方法能够改善工件性能,有效抑制积屑瘤、鳞刺和颤振,是低速切削时改善工件表面质量的有效工艺方法.     

高速切削技术的发展及展望

:作为先进制造技术之一的高速切削技术是机械制造业发展的必然趋势 ,其应用将大幅度地提高加工效率和加工质量。高速切削技术不仅涉及到高速切削加工工艺及高速切削机理 ,而且包括高速切削所用的刀具、机床等诸多因素。本文着重介绍了高速切削各相关技术的研究动态 ,并对高速切削技术的应用前景进行了展望     

半主动动力吸振镗杆系统的颤振抑制机理

深孔镗削过程中,针对影响工件加工精度和表面质量的颤振现象,建立单自由度切削颤振系统的动力学模型,利用谐波平衡法求得机床主轴转速与极限切削宽度的关系式,并绘制了机床主轴转速与极限切削宽度的稳定性图,结合半主动动力吸振镗杆刚度和阻尼系数的可控性,分析了机床结构刚度及阻尼系数大小对颤振抑制的影响。研究结果表明:机床颤振频率随着主轴转速呈分段线性变化,增大机床结构的刚度和阻尼,系统的稳定性区域在一定范围内相应的增大。为今后进行半主动动力吸振镗杆具体模型的建立和相关参数的选取提供了理论依据,具有实际意义。     

基于DEFORM-3D的不锈钢切削力有限元仿真

为更好地研究金属材料的切削加工过程,以DEFORM-3D软件为平台,利用有限元方法对0Cr18Ni9不锈钢的切削过程进行了建模与仿真,分析0Cr18Ni9不锈钢的切削力变化规律以及切削速度和进给量对其切削力的影响,并同理论计算结果进行对比验证。研究表明,DEFORM-3D软件所得仿真数据与理论计算结果吻合度较高,说明仿真结果具有较高的可信度,为系统地研究金属的切削过程提供了一种新的途径。     

内侧减薄拉深工艺力的切块法分析

本文采用切块法对内侧减薄拉深工艺过程中坯粒变形区的力学行为进行了分析推导，利用推导结果对影响内侧减薄拉探工件质量的因素进行了分析讨论，最后给出了内侧减薄拉深力的计算公式。