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高速铣削高体积分数SiCp/Al复合材料表面形貌及切屑机制的研究

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中国机械工程 2010年第5期21卷 519-524页

作者：于晓琳黄树涛赵文珍周丽周家林沈阳工业大学沈阳110178 沈阳理工大学沈阳110168

为了研究高体积分数SiCp/Al复合材料的切削机理及工件表面形貌,采用PCD刀具对干式切削和水溶性冷却液浇注冷却的湿式切削两种切削条件下的高速铣削进行了研究。结果表明,在对颗粒尺寸大、体积分数高的SiCp/Al复合材料进行高速铣削时,干... 详细信息

为了研究高体积分数SiCp/Al复合材料的切削机理及工件表面形貌,采用PCD刀具对干式切削和水溶性冷却液浇注冷却的湿式切削两种切削条件下的高速铣削进行了研究。结果表明,在对颗粒尺寸大、体积分数高的SiCp/Al复合材料进行高速铣削时,干式切削无论是在工件已加工表面形貌和微观结构,还是在切屑形成及形貌上,都好于湿式切削。两种切削条件下均可获得较理想的表面粗糙度。

关键词：高速铣削 SiCp/Al复合材料表面形貌切屑形成

纳米TiAlN涂层硬质合金刀具高速铣削AerMet100钢的磨损机理

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摩擦学学报 2010年第2期30卷 150-156页

作者：李广旭刘强李刘合北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191

采用纳米TiAlN结构涂层硬质合金刀具对新型难加工材料AerMet100钢进行高速铣削试验,并对实验获得的数据从刀具磨破损形态及其磨损机理两方面进行系统地分析和研究.研究表明纳米TiAlN结构涂层硬质合金刀具在高速面铣削AerMet100钢时磨损... 详细信息

采用纳米TiAlN结构涂层硬质合金刀具对新型难加工材料AerMet100钢进行高速铣削试验,并对实验获得的数据从刀具磨破损形态及其磨损机理两方面进行系统地分析和研究.研究表明纳米TiAlN结构涂层硬质合金刀具在高速面铣削AerMet100钢时磨损破损形式主要为前刀面磨损、后刀面磨损、涂层材料的破损、微崩刃、边界沟槽磨损和贝壳状崩落;磨损机理主要是磨粒磨损、粘结磨损、氧化磨损和扩散磨损.此外,研究发现,高速铣削AerMet100钢时,由于工件材料中的Co含量较高,刀具中的Co元素不但没有扩散流失,反而增加.

关键词： AerMet100钢高速铣削磨损机理涂层硬质合金

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镍基高温合金高速铣削加工表面完整性

中南大学学报（自然科学版） 2012年第7期43卷 2593-2600页

作者：杜劲刘战强张入仁苏国胜山东大学机械工程学院山东济南250061

采用高速铣削加工试验,研究切削速度对2种不同的镍基高温合金FGH95和Inconel718已加工表面完整性的影响规律,并观察高速铣削加工后的切屑形貌。试验结果表明：在较低切削速度范围内（800~2 000 m/min）,切削速度对表面粗糙度的影响很小... 详细信息

采用高速铣削加工试验,研究切削速度对2种不同的镍基高温合金FGH95和Inconel718已加工表面完整性的影响规律,并观察高速铣削加工后的切屑形貌。试验结果表明：在较低切削速度范围内（800~2 000 m/min）,切削速度对表面粗糙度的影响很小,两者表面粗糙度相差不大,但在较高的切削速度范围内（〉2 000 m/min）,FGH95的表面粗糙度要大于Inconel718的表面粗糙度。在相同切削条件下,Inconel718的加工硬化率和加工硬化层深度要明显比FGH95的大,并且Inconel718表面白层的厚度大于FGH95表面白层厚度。高速铣削加工FGH95和Inconel718切屑均出现明显的锯齿化现象,并且随着切削速度的提高,锯齿化程度不断加剧以至变为碎屑。

关键词：镍基高温合金高速铣削表面完整性

面向加工表面粗糙度的钛合金高速铣削工艺参数区间敏感性及优选

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航空学报 2010年第12期31卷 2464-2470页

作者：田荣鑫姚倡锋黄新春任军学张定华西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室陕西西安710072

钛合金高速铣削以高效率、高质量的优点广泛应用于航空航天行业。针对高速铣削中表面粗糙度的工艺控制,提出了基于表面粗糙度经验模型的工艺参数灵敏度和相对灵敏度概念。通过高速端面铣削正交试验,建立了面向表面粗糙度的工艺参数灵敏... 详细信息

钛合金高速铣削以高效率、高质量的优点广泛应用于航空航天行业。针对高速铣削中表面粗糙度的工艺控制,提出了基于表面粗糙度经验模型的工艺参数灵敏度和相对灵敏度概念。通过高速端面铣削正交试验,建立了面向表面粗糙度的工艺参数灵敏度和相对灵敏度数学模型,研究了工艺参数区间敏感性分析方法,给出了工艺参数稳定域和非稳定域的划分原则和方法。结合正交试验法中的极差分析方法获得了不同切削工艺参数对表面粗糙度的影响曲线,提出了工艺参数区间的优选方法。研究结果表明:TC11钛合金高速铣削时,表面粗糙度对铣削速度的变化最为敏感,对每齿进给量变化敏感次之,对铣削宽度和铣削深度的变化不敏感;铣削速度优选在314～377m/min范围,每齿进给量优选在0.03～0.05mm/z范围,可控制表面粗糙度在0.6μm以内。为优化钛合金材料高速铣削工艺以及进行表面粗糙度控制研究提供理论方法和试验依据。

关键词：高速铣削表面粗糙度灵敏度相对灵敏度区间敏感性

钛合金TC4高速铣削表面形貌及表层组织研究

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航空学报 2008年第6期29卷 1710-1715页

作者：杜随更吕超任军学杨振朝西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室陕西西安710072

钛合金高速铣削加工以高效率、高质量的优点已经广泛应用于航空航天工业。为优化钛合金材料高速铣削工艺参数,给表面完整性研究提供试验依据,采用扫描电镜(SEM)分析了不同铣削参数加工的钛合金试样表面形貌和表层组织。发现随着主轴转... 详细信息

钛合金高速铣削加工以高效率、高质量的优点已经广泛应用于航空航天工业。为优化钛合金材料高速铣削工艺参数,给表面完整性研究提供试验依据,采用扫描电镜(SEM)分析了不同铣削参数加工的钛合金试样表面形貌和表层组织。发现随着主轴转速的增加铣削表面质量越来越好,而轴向切深对钛合金高速铣削工件表层微观组织的影响甚微;铣刀一次走过的区域,中心处表面比边缘处表面质量好;绝大部分铣削表层组织中看不到变形组织,只是在个别区域出现了局部不连续的变质层,但切道侧面尖角处晶粒歪扭变形明显。

关键词：钛合金高速铣削表面形貌表层组织表面完整性

DD5镍基单晶高温合金高速铣削判据及切屑毛边成形机理研究

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中国机械工程 2020年第19期31卷 2388-2393页

作者：李强郭辰光赵丽娟冷岳峰岳海涛辽宁工程技术大学机械工程学院阜新123000

为改善DD5镍基单晶高温合金难加工特性,基于绝热剪切理论,以切削速度为变量,采用单因素实验及有限元仿真方法,提出了高速铣削判据及切屑毛边成形机理。根据切屑锯齿间距和锯齿化程度的测量结果,当切削速度达到37.7 m/min时,切屑自由表... 详细信息

为改善DD5镍基单晶高温合金难加工特性,基于绝热剪切理论,以切削速度为变量,采用单因素实验及有限元仿真方法,提出了高速铣削判据及切屑毛边成形机理。根据切屑锯齿间距和锯齿化程度的测量结果,当切削速度达到37.7 m/min时,切屑自由表面从片层状结构转变为明显的锯齿状结构,由此判断切削进入了高速区。切屑边缘与绝热剪切带交汇处凹槽侧面的应力集中触发了切屑纵向裂纹的形成,而纵向裂纹的扩展引起了切屑横、纵两向应力分布的变化,从而导致切屑横向裂纹的产生;切屑侧面横、纵两向裂纹的形成和扩展是切屑毛边形成的主要原因。随着切削速度的增大,毛边形态由平整的梯形转变为狭长且有缺陷的三角形。相比于传统加工,高速加工有益于切削力的减小及切屑毛边高度和间距的下降,同时可抑制侧向裂纹的扩展。

关键词：镍基单晶高温合金高速铣削锯齿状切屑切屑毛边

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薄壁零件高速铣削稳定性预测与验证

机械工程学报 2009年第11期45卷 146-151页

作者：梁睿君叶文华南京航空航天大学江苏省精密与微细制造技术重点实验室南京210016 南京航空航天大学机电学院南京210016

针对薄壁零件高速铣削加工系统小刚度、动态变化的频响特点和高阶动态特性,研究其无颤振稳定铣削的极限预测理论。针对薄壁结构小刚度的频响特性,建立由刀具子系统和工件子系统之间的相对动态特性决定的铣削动力学模型和无颤振稳定切削... 详细信息

针对薄壁零件高速铣削加工系统小刚度、动态变化的频响特点和高阶动态特性,研究其无颤振稳定铣削的极限预测理论。针对薄壁结构小刚度的频响特性,建立由刀具子系统和工件子系统之间的相对动态特性决定的铣削动力学模型和无颤振稳定切削的临界条件;针对高速铣削的高转速特点,建立基于多自由度系统高阶动态特性的稳定性极限预测模型;针对薄壁结构在加工过程中其动态特性的时变性,提出通过跟踪工件在不同加工阶段的动态特性进行稳定性极限预测的方法。对典型薄壁结构进行切削试验,试验结果验证了所提出的稳定性预测模型和预测方法的有效性。

关键词：薄壁高速铣削稳定性预测动态特性

基于SFS-SVR的高速铣削刀具剩余使用寿命预测

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东北大学学报（自然科学版） 2023年第6期44卷 824-831页

作者：黄贤振孙良仕高娓李禹雄东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819 中国重汽集团济南卡车股份有限公司山东济南250116

在高速铣削加工中,为了判断更换刀具的最佳时间,迫切地需要对刀具的剩余使用寿命进行准确地预测,但预测中常常会存在历史数据不足的问题.因此,本文提出了一种解决小样本空间的刀具剩余使用寿命预测方法.该方法基于支持向量回归(SVR)方法... 详细信息

在高速铣削加工中,为了判断更换刀具的最佳时间,迫切地需要对刀具的剩余使用寿命进行准确地预测,但预测中常常会存在历史数据不足的问题.因此,本文提出了一种解决小样本空间的刀具剩余使用寿命预测方法.该方法基于支持向量回归(SVR)方法,通过随机分形搜索(SFS)算法优化模型中的关键参数.相比于传统方法,本文所采用的方法可获得更优的模型参数和更快的收敛速度.最后,将所采用的方法与隐马尔可夫模型(HMM)方法进行比较,平均精确度由0.6277提高至0.8199,为刀具的更换提供了可靠的参考.

关键词：高速铣削刀具磨损剩余使用寿命随机分形搜索支持向量回归

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高温合金高速铣削表面形貌及组织研究

航空学报 2011年第6期32卷 1156-1163页

作者：杜随更汪志斌吕超巨江涛张静西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室陕西西安710072 中国飞行试验研究院陕西西安710089

为研究高温合金GH4169高速铣削表面完整性,在测量铣削过程中切削力随时间及切削参数变化规律的基础上,分析了高温合金加工表面形貌及微观组织的演化规律。结果表明:在本试验参数范围内,切削力随着切削速度的增加先升高后降低;铣削表面... 详细信息

为研究高温合金GH4169高速铣削表面完整性,在测量铣削过程中切削力随时间及切削参数变化规律的基础上,分析了高温合金加工表面形貌及微观组织的演化规律。结果表明:在本试验参数范围内,切削力随着切削速度的增加先升高后降低;铣削表面粗糙度随着切削速度增加而下降,随每齿进给量的增加而增加;变质层主要出现在主切削刃形成的切削表面上,在副切削刃形成的切削表面上几乎观察不到变质层;变质层厚度随瞬时接触角变化,当瞬时接触角为120°时变质层厚度最大;变质层厚度随切削速度升高呈山峰状变化,端铣及侧铣变质层厚度最大时,对应的切削速度分别为75.4m/min及150.7m/min左右。分析认为垂直切削力是引起变质层厚度变化的主要力学因素,切削过程的热力耦合作用是影响变质层的根本原因。

关键词：高温合金高速铣削表层组织表面完整性表面形貌