摘要：石墨模具铣削加工过程中存在严重的表面破碎问题,超声振动辅助加工能够显著减少表面破碎,提高加工质量。然而,目前缺少超声振动辅助铣削石墨材料的材料去除机理和加工质量评价相关研究。通过超声振动辅助铣削实验,研究了石墨材料超声振动辅助铣削去除机理和加工表面质量影响因素;分析了超声振动辅助对切削力、声发射信号强度、切屑和表面形貌特征的影响;探究了加工工艺参数对表面粗糙度的影响规律。结果表明,石墨材料铣削加工材料去除机制主要分为微破碎去除和大块破碎去除两类。超声振动辅助能够提高材料微破碎去除机制比例,提高加工质量,同时降低切削力约25%和声发射信号强度。通过工艺参数实验发现,超声振动辅助铣削条件下,降低径向切削深度和每齿进给量能够降低表面粗糙度2倍以上。选择合适的超声振幅有助于抑制表面破碎和提高加工表面质量,但是增大切削速度会削弱超声振动作用,过大的超声振幅也会导致表面质量变差。综上,超声振动辅助对抑制石墨铣削加工表面破碎具有明显效果,为进一步解决石墨加工表面破碎问题提供指导。

摘要：为满足工件的表面质量的要求,对激光增材制造的TC4钛合金进行铣削加工,从而可以实现更高精度的加工要求。为研究铣削用量对铣削激光增材制造钛合金的铣削力的影响,建立了铣削激光增材制造(selective laser melting, SLM) TC4钛合金的仿真模型;另外,采用与仿真模型相同的铣削用量进行了铣削试验,对仿真和试验结果进行了极差分析。分析结果表明,轴向切深a_(p)对铣削力影响程度最大、其次为铣削速度v_(c)和每齿进给量f_(z)。最优铣削参数为铣削速度v_(c)=55 m/min,每齿进给量f_(z)=0.04 mm/z,轴向切深a_(p)=0.3 mm。铣削仿真和试验的误差对比分析结果表明,所建立的铣削仿真模型是合理可行的,因此,基于此铣削仿真模型,采用单因素试验法进行了仿真和铣削试验,研究结果表明,随着铣削速度、轴向切深和每齿进给量的增大,铣削力增大,但当铣削速度超过75 m/min时铣削力反而减小。

摘要：汽车差速器齿轮冷挤压成形技术的关键是冷挤压模具的设计与制造。齿轮冷挤压模具设计已得到较为广泛的研究,但制造方面较少被提及。针对冷挤压模具制造现状,提出一种高速铣削加工方案。为解决模具铣削中材料硬度高、刀具磨损和让刀量大等问题,基于DEFORM-3D仿真软件,设计单因素仿真试验进行对比分析,合理分配加工余量,并优选出切削力较小、刀具磨损程度低的切削用量。该方法为研究冷挤压类模具加工工艺提供了思路。

摘要：为研究TC4钛合金铣削加工中铣削速度对刀具磨损的影响,采用ABAQUS有限元软件进行二次开发,利用单因素试验对铣削过程进行切削仿真,通过改变铣削速度观察刀具磨损率的变化情况。随后进行钛合金的铣削试验,对比试验数据与仿真结果,并验证了仿真的正确性。研究结果表明:两种结果基本一致,仿真结果具有一定的可行性;铣削速度越大,刀具的磨损越严重,刀具的磨损率也就越大;铣削速度增大引起铣削温度升高,使工件发生扩散磨损,工件材料扩散到刀具表面后加速了刀具磨损。因此,在实际加工中要尽可能选取适当的铣削速度,从而提高刀具的使用寿命和切削效率。

摘要：高强度铝合金广泛应用于飞机结构件中,加工时去除量大,在提高加工效率的同时保持良好的表面质量是工艺设计中的难点。为了研究高速切削中各加工参数对切削负载和切削质量的影响,设计了五因素四水平的正交试验,测量了切削负载和加工表面粗糙度,并进行了极差分析。研究结果表明,高转速、大切削深度和小切削宽度的参数组合能够获得较高的材料去除效率、较高的表面质量和装夹适应能力。

摘要：采用正交试验法研究CBN直柄平底立铣刀高速铣削20CrMnTi淬硬钢时切削参数对已加工表面粗糙度的影响。通过极差分析方法研究了切削参数对表面粗糙度的影响程度,通过单因素试验法得到了切削参数对表面粗糙度的影响规律,建立了基于指数函数的切削参数与表面粗糙度的关系模型。利用预测模型得出的表面粗糙度与试验的结果进行误差分析,说明所建立的模型能比较准确地对表面粗糙度进行预测。试验结果表明:各因素的影响程度从大到小依次为铣削深度、每齿进给量和切削速度,表面粗糙度随每齿进给量和铣削深度的增大而增大,随切削速度的增大而减小。

摘要：20CrMnTi淬硬钢进行铣削加工时,通常会因切削温度过高导致刀具磨损加重,从而影响加工质量和加工效率,因此本文采用仿真和试验相结合的方法,研究切削参数对切削温度的影响。设计正交试验,对切削温度仿真结果进行极差分析,得出切削参数对切削温度的影响程度。为验证所建立仿真模型的合理准确性,选择与加工仿真相同的切削参数,将仿真与试验数据进行对比分析,验证了仿真模型的合理性。基于此仿真模型,进一步采用单因素试验法进行铣削仿真,得到铣削20CrMnTi淬硬钢时切削参数对切削温度的影响规律。研究结果表明:切削参数对切削温度的影响程度由大到小依次为切削速度、每齿进给量和背吃刀量,切削温度随切削速度、背吃刀量和每齿进给量的增大而增大。

摘要：GH4169材料在航空、航天热端部件的制造中应用较多,为了改善GH4169材料的工件疲劳寿命、提高加工效率,文章设计了GH4169铣削工艺参数与工件表面残余应力之间的正交试验。通过试验,建立了铣削参数与铣削表面残余应力之间的经验公式,分析了铣削参数对铣削表面残余应力的影响规律。另外,应用遗传算法,以铣削表面残余应力、材料切除率的期望值为优化目标,对铣削参数进行了多目标优化,并对优化结果进行了试验验证。结果表明:切削速度对X、Y向残余应力的影响是最主要的,每齿进给量对于X向残余应力的影响次之,对于Y向残余应力的影响最小;切削深度对于X向残余应力的影响最小,对于Y向残余应力的影响次之;较小的切削速度和较大的每齿进给量有利于获得期望的表面残余应力,切削深度的变化对残余应力的影响较小;优化的铣削参数组合为:v_(c)=26.64 m/min,a_(p)=0.45 mm,f_(z)=0.10 mm/z,a_(e)=0.25 mm,可以降低GH4169材料表面残余拉应力,提高切削效率,为GH4169零件铣削参数的选取提供依据。

摘要：常规的铣削加工工艺在工艺规划中具有不确定性,影响工艺质量。针对铣削加工工艺的质量问题,研究人员设计了多种加工工艺。基于NSGA-Ⅱ的多轴铣削加工工艺,与基于切削稳定性与表面质量约束的多轴铣削加工工艺的应用较为广泛。因此,设计了复杂曲面零件超精密多轴铣削加工工艺。选择小楔角铣削加工刀具,选用0°前角作为刀具楔角,结合刀柄结构缩小回转半径,实现铣削刀切削稳定的目标。规划复杂曲面零件超精密多轴铣削走刀轨迹,将多轴轮廓铣的刀轴位姿与投影方向进行调整,在复杂曲面零件表面生成光滑轨迹,确保铣削加工质量。采用仿真实验,验证了该工艺的铣削质量更佳。

摘要：针对工件柔性主导的薄壁件铣削颤振问题,提出了一种基于PD–滑模耦合算法的压电智能薄板颤振抑制方法。首先设计了只需位移测量的主动控制算法,基于滑模控制理论处理系统参数不确定性和外部扰动,通过动态补偿器对未知切削状态进行在线近似和补偿;为解决传感误差和系统时滞问题,在滑模控制器中进一步耦合了时空依变PD控制模型,借助ABAQUS仿真拟合控制参数时变函数;最后设计了一套薄壁件主动控制装置,试验结果显示采用主动控制可有效抑制薄壁件铣削颤振,验证了控制方法的可行性。