铣削力

摘要： 采用单因素法制定试验方案,对原位合成法制备的钛基复合材料用PCD铣刀在超声振动和普通铣削工况下进行高速铣削试验,通过铣削力、表面微观形貌及粗糙度、刀具磨损形态和机理研究该材料的加工特性。结果表明:超声振动铣削可以显著减小三向铣削力,原因是超声振动提高了系统的刚度。试验方案中存在着最佳铣削速度,在最佳铣削速度切削时会产生较小的切削力、适合的切削温度,有利于增强相被PCD刀具直接切断、晶须原位压入或向切削方向发生转动,从而在加工表面上明显减少微细划痕、犁沟、微孔洞、基体撕裂或熔融堆积等缺陷,获得纳米级的加工表面。PCD刀具前后刀面都没有月牙洼磨损产生,而是以犁沟状的磨损形态为主,机理是磨料磨损。

摘要： 在镁合金材料的铣削加工中,通常存在零件变形大、表面质量难以保证等问题,为此,从改变镁合金切削机理的理念出发,提出了一种基于超声振动辅助铣削的镁合金零件铣削加工工艺方法。首先,采用有限元软件ABAQUS,构建了镁合金工件的三维铣削仿真模型;然后,对镁合金工件普通铣削和超声振动铣削过程中,其铣削力和表面应力的变化趋势进行了仿真分析;最后,设计了镁合金超声振动辅助铣削试验,并以铣削力、切屑形态以及加工精度作为指标,分析了超声振动对镁合金工件铣削加工质量的影响规律。研究结果表明:超声振动可以有效地降低镁合金工件加工中受到的铣削力,降低工件的表面粗糙度;随着超声振动振幅的增加,工件表面的粗糙度呈下降趋势,当超声振幅为5μm时,其表面的粗糙度为0.16μm,大幅提高了加工精度;仿真和试验数据二者之间的误差在4.1%~10.3%之间,拟合较好,验证了理论铣削模型的有效性,该结果可为铣削加工工艺的优化提供参考。

摘要： 针对铣削过程中刀具磨损或破损导致切削力波动剧烈,进而使得铣削过程控制难的问题,需要建立考虑刀-屑间的摩擦特性进行切削力精确微元建模。由于常数表示摩擦因数无法全面地描述铣削过程中的摩擦特性,因此以硬质合金立铣刀铣削Cr;MoV淬硬钢过程为研究对象,根据前刀面温度分布和刀-屑间相对滑移速度建立摩擦因数的经验模型。在考虑材料硬度和刀具后刀面磨损的基础上建立第1剪切区、第2剪切区和第3剪切区受力预测模型,并通过离散微元法建立整体铣削力预测模型。仿真结果与铣削实验测得的结果有很好的一致性,验证了所建立模型具有较高的预测精度,进一步证明了随着后刀面磨损宽度的增加,铣削力随之增大。该结果为Cr;MoV淬硬钢铣削加工加工参数优化提供了理论支持。

摘要： SiC_(f)/SiC陶瓷基复合材料具有硬度高和耐磨损等特点,在切削加工时存在切削力大和刀具磨损严重等问题。采用正交试验法对SiC_(f)/SiC陶瓷基复合材料开展了铣削试验,使用极差法对铣削力进行分析,通过分析铣削加工参数对铣削力的影响规律,得出铣削深度对铣削力的影响最大。同时,分析铣削深度对刀具磨损的影响结果表明,随着铣削深度的增加,单位时间内刀具铣削材料体积增加,引起铣削力增大和铣削区域温度上升,导致刀具磨损增加。给出了以铣削力最小和刀具磨损量最低为优化目标的各个工艺参数,为后续的SiC_(f)/SiC陶瓷基复合材料铣削加工提供参考。

摘要： 为提高螺旋桨桨叶全型面五轴铣削加工零件表面质量,通过目标矢量动态调整和优化工艺参数相结合的方式来实现。首先,通过定义特定的工装以及刀具,形成特定的加工纹路,且对螺旋桨的复杂区域进行可行域划分,得到桨毂等复杂区域的加工可行域。其次,建立干涉调整坐标系,对桨叶加工以及桨毂加工进行干涉调整,并得到各个轴的偏移补偿。然后,在此基础上建立了桨叶型面加工的铣削力学模型,并通过AdvantEdge FEM软件进行铣削力的仿真计算,得到最优铣削的加工参数。最后,进行螺旋桨桨叶型面的五轴铣削加工试验,对其结果进行检验与分析,并验证了该种加工方式的合理性。

摘要： 目的降低铣削力和铣削热,以减小7075-T651铝合金工件的加工变形,并提高金属去除率。方法提出一种面向2类参数(铣削参数和刀具几何参数:转速、进给量、径向切深、轴向切深、前角、后角)旨在实现多个目标(铣削力、铣削温度和金属去除率)同步优化的方法。基于偏最小二乘法回归模型和7075-T651铝合金工件铣削有限元仿真模型,建立关于2类参数的铣削力、铣削温度及金属去除率的函数关系,并采用8种典型多目标优化算法进行求解。结果通过Pareto前沿曲面的可视化和HV性能指标,筛选出适合解决本文问题的优化求解算法,获得的部分铣削参数,转速为5966.30 r/min,进给量为0.08 mm/z,径向切深为4.53 mm,轴向切深为4.99 mm。刀具几何参数分别为前角17.95°、后角2.00°,此时对应的铣削力为232.12 N、铣削温度为22.56°C、金属去除率为33.08 mm^(3)/min。结论上述优化结果可实现较低铣削力和铣削温度以及较高金属去除率等综合控制目标,对7075-T651铝合金工件铣削加工时降低工件变形量和提高加工效率等方面具有实际应用价值。

摘要： 在骨科手术中,铣削力过大会导致铣刀断裂、骨组织二次损伤等问题。本文基于ABAQUS仿真软件建立了球头铣刀铣削皮质骨有限元模型,并且验证了模型的正确性。设计了正交试验,利用极差分析法得到铣削参数对铣削力的影响程度。利用多元线性回归处理试验结果,建立了皮质骨铣削力的预测模型。研究结果表明,对铣削力影响最大的是进给速度v_(f),主轴转速n次之,刀具直径d的影响最小。实际操作中,合理选择铣削参数可以提高加工效率,通过控制切削用量可以获得最优的铣削力。

摘要： 本文对不同烧结温度下的预烧结3Y-TZP陶瓷开展铣削试验,分析了不同铣削参数对3Y-TZP陶瓷铣削力、铣削温度的影响规律,并对切屑形态和已加工表面质量进行了研究。结果表明:3Y-TZP陶瓷的切削性能随预烧结温度显著变化,在1100°C及以下,已加工表面的凹坑缺陷较严重;在1300°C及以上时,因铣削力和铣削温度过高而不再适合切削加工;预烧结温度为1200°C时可获得最好的切削性能。在任何预烧结温度下,增大主轴转速和每齿进给量都会增大铣削力和铣削温度,且每齿进给量的影响更大。

摘要： 高硅铝合金由于硅含量很高,故切削加工性较差,切削刀具极易磨损且已加工表面存在大量缺陷。为进一步研究材料加工损伤,采用化学气相沉积法制备了金刚石涂层铣刀,开展70%Si/Al(70%指质量分数)合金材料铣削试验。试验研究了铣削力、刀具磨损及加工损伤机理,并与常用TiN涂层铣刀进行了对比。结果表明:铣削过程中由于初晶硅硬质颗粒的冲击和刻划,金刚石涂层刀具的失效形式主要是涂层剥落和磨粒磨损;在金刚石涂层铣刀的正常磨损阶段,铣削力稳定在43.57~48.95 N,而相同切削用量下TiN涂层铣刀的铣削力更大、刀具寿命更短;加工表面存在凹坑、划痕和颗粒破碎等损伤,在保证刃口强度的前提下适当减小切削刃圆弧半径可明显减小加工损伤;铣刀刃口圆弧半径r=12μm的已加工表面粗糙度(S_(a)=2.3μm)远低于r=156μm时加工的表面粗糙度(S_(a)=6.7μm)。

摘要： 实时准确地监测铣削状态对于提高加工质量与加工效率具有重要意义,切削力作为重要的加工状态监测对象,因其监测设备昂贵且安装不便而受到限制,为此提出一种考虑刀具磨损的基于主轴电流的铣削力监测方法。首先基于切削微元理论建立了考虑后刀面磨损的铣削力模型,并通过铣削实验进行铣削力模型系数标定;然后对主轴电流与铣削力的关系进行理论建模分析,并基于田口实验设计得到了铣削过程中主轴电流与铣削力的二次回归模型,得到了考虑刀具磨损的主轴电流与切削参数关系模型;最后,通过测量不同切削参数下的刀具磨损实验,验证了基于主轴电流的间接监测铣削力方法的准确性,为实际切削加工过程状态监测提供了有效的理论指导。

摘要： 在大长径比的插铣加工中,插铣过程铣削力影响加工稳定性,本文建立插铣过程铣削力模型为插铣加工稳定性预测提供理论基础.首先,在分析插铣加工的瞬时切削层特点基础上建立平均铣削力模型;其次,通过插铣加工试验,研究插铣铣削力系数与瞬时切削厚度呈幂函数关系;最后,根据插铣过程铣削力模型,采用matlab软件模拟插铣过程的铣削力曲线,其值与试验结果相符.

摘要： 大型覆盖件模具精加工多采用镶块式淬硬钢模件拼接后整体铣削加工而成,其加工区域存在大比例的非均匀性高硬度表面,镶块间硬度差△HRC5-10,且拼接镶块间拼接缝最大可达2mm.一方面多硬度拼接过渡区的铣削加工易于引发载荷突变，对刀具造成明显的振动冲击;另一方面，工件曲面形状起伏，曲面斜率不断变化，使得切削深度、切削宽度产生连续变化，材料去除体积也随之变化，导致加工过程中刀具载荷极不稳定，使得切削力产生剧烈波动，从而影响铣削加工精确度和己加工表面质量。本研究利用互相关函数寻找铣削力、铣削振动与表面形貌之间的关系来评价表面加工质量，汽车覆盖件模具硬铣削加工中铣削力的波动变化与是影响表面加工质量的主要因素。随着过缝角度的减小，影响比例呈现减小的趋势。另外，Z轴方向的铣削力对表面形貌的影响超过了其他两个方向。运用Higuchi法计算分形维数与近似墒对多硬度拼接状态下的铣削力、表面加工质量非线性特征进行了评价。铣削多硬度拼接淬硬钢时，拼接缝附近区域的切削力的非光顺特征明显，原因在于拼接缝产生了冲击，冲击增强铣削力的变化的非线性特征，而这也将导致加工件表面质量的下降。而通过调整刀具路径进行纹理控制，调整加工参数可有效降低铣削力和表面加工质量的非线性特征，并提高加工质量。

摘要： 为实现动态铣削力程序预测，优化切削用量，以直齿及螺旋齿立铣加工过程为研究对象，基于微元切削机理，通过对刀齿铣削过程的分析建立动态铣削加工计算机仿真模型，导出了铣削面积、铣削力、主轴扭矩、铣削功率与切削用量的关系，铣削实验证明数值模拟结果与实验值较为吻合。铣削力的数值模拟可为航空零件加工工艺参数优化提供合理方案选择，同时也为有效控制整体结构件的力加工变形具有指导意义。

摘要： 以力铣削的力学理论为基础，充分考虑了铣削过程中铣刀的螺旋角，铣削深度，进给率等铣削条件对铣削力的影响。在VC++平台下根据铣削力的数学模型生成源代码，开发出铣削力仿真软件，通过已有的试验数据对比仿真结果，证明建立的模型合理有效。软件能够比较正确的反映铣削力和各种切削参数之间的关系。

摘要： 在钛合金Ti6A14V的高速铣削加工中，铣削力引起的切削温度升高、刀具磨损和表面质量降低的问题严重。为了更好的研究这个问题，建立了单齿铣削过程的物理模型和剪切曲面的数学模型，并以此为基础建立了铣削力的三维动态理论模型,研究刀具几何角度和加工工艺参数对铣削力的影响。应用有限元方法建立了三维铣削仿真模型对铣削力进行了预估，与理论计算进行了对比分析。一系列的实验在DAwOO高速加工中心上完成，验证了理论模型的准确性。

摘要： 本文采用经过深冷工艺处理与未经过深冷工艺处理的刀具对高温合金材料GH536进行了铣削加工。对铣削过程中的铣削力和加工后的表面粗糙度度值以及表面残余应力进行了测量，比较了经过深冷处理与未经过深冷处理的刀具铣削加工后铣削力、表面粗糙度、表面残余应力，研究结果表明在相同工艺参数下使用经过深冷工艺处理的刀具进行切削加工可以减小铣削力，提高被加工表面的光洁度、减小加工表面残余应力的数值。

摘要： 可转位后波形刃铣刀的后刀面为近似正弦波形曲面,前刀面为普通槽型曲面,具有切削力小、加工稳定性高、排屑性能优异、刀具使用寿命长和加工效率高等诸多优点,在粗加工领域具有良好的应用前景.但由于其刃形结构的复杂性和独特性,因此国内对可转位后波形刃铣刀片的研究非常少.本文以可转位后波形刃铣削刀片为研究对象,分析了其铣削特性及受力特点;通过铣削实验,对波形刃与直线刃铣刀片在铣削力、切屑形状和刀具磨损等方面的特性进行了对比研究,为波形刃刀具的广泛应用提供理论指导.

摘要： TB6钛合金广泛用于飞机机身、机翼和起落架结构件.目前对Ti1023钛合金切削热力耦合机理及加工表面完整性等研究还需开展大量工作.研究工艺参数、冷却润滑条件对铣削力和加工表面质量的影响,对于建立航空材料高速切削工艺数据库具有重要意义.本研究建立切削力多元二次回归模型，采用F检验发现公式高度显著。低温冷风环境下进给量与其他参数间具有强相互作用，高温下材料表面塑性变形是影响已加工表面质量的主要因素。

摘要： 数控机床输出功率平滑对提高切削加工效率和质量有着重要意义,本文在基于经典动态切削力模型的基础上对切削过程进行切削功率仿真,同时结合高斯牛顿迭代法对现有切削力模型进行了简化得到了切削力简化模型.利用该模型可以高效实现复杂切削过程的切削物理仿真和面向切削功率平滑的切削参数优化,研究结果表明该方法高效、实用,可有效提高数控加工过程的稳定性。

摘要： 分析了高速铣削加工切屑形成过程中刀具一工件的接触行为。提出了考虑轴向和径向切深、螺旋角及齿数影响的铣削均匀性模型。以恒定的金属去除率为约束条件，铣削均匀性系数为优化目标，建立了切削参数和刀具几何参数的优化模型。通过铣削实验，验证了铣削均匀性理论及优化模型的合理性。结果表明，对于航空铝合金的高速铣削加工，采用大径向切深-小轴向切深有利于提高铣削均匀性，减小切削力．

摘要： 本发明公开了一种用于叶片定倾角铣削加工铣削力测量的夹具，属于航空发动机叶片加工技术领域。叶片定倾角铣削加工铣削力测量的夹具通过螺栓安装在测力仪的测力台上，测力仪安装在机床工作台上。在测量叶片加工过程中的铣削力时，叶片榫根固定安装在夹具转轴端部的夹紧定位块上；通过传动轴将卡盘的转动形式传递给夹具的转轴，转轴一端装夹的叶片随着转轴转动，保证刀轴与叶片之间的倾角始终保持一致。叶片定倾角铣削加工铣削力测量的夹具通过螺栓安装在测力仪的测力台上，测量夹具既实现了加工定倾角，又能够安装在测力仪的测力台上进行铣削力测量。夹具结构简单，安装方便，定位精度高，进行多次装拆而不影响定位精度。

摘要： 本发明公开了一种平头立铣刀铣削过程铣削力建模方法，用于解决现有的建模方法在进行平头立铣刀铣削力建模时，不能独立揭示侧刃的剪切效应、侧刃的犁切效应以及底刃的切削效应的技术问题。技术方案是通过常值铣削力系数建立三种切削机制和工艺几何参数的关联关系，并采用最小二乘法即可实现铣削力系数的标定，相比现有技术简化了铣削力系数的标定流程；既考虑了侧刃参与切削时的剪切效应和犁切效应对铣削力的影响，也考虑了底刃参与切削时的切削效应对铣削力的影响，克服了现有技术不能独立揭示侧刃剪切效应、侧刃犁切效应以及底刃切削效应这三种切削机制的不足。

摘要： 本发明公开了一种自由曲线外形零件圆周铣削过程中瞬时铣削力建模方法，用于解决现有的自由曲线外形零件圆周铣削过程中瞬时铣削力建模方法计算工作量大的技术问题。技术方案是以理论刀轨上的等效刀具位置点对应的等效进给方向、等效法向量和等效曲率代替实际刀轨上的刀具位置点对应的进给方向、法向量和曲率，避免用非二阶连续的实际刀轨近似理论刀轨时所导致的预测铣削力的突变的现象；在考虑偏心的同时，推导出瞬时未变形切屑厚度的解析模型，无需用数值计算的方法计算瞬时未变形切屑厚度。利用本发明的方法，用MATLAB在个人计算机(Intel Core(TM)2Duo Processor，2.4GHz，2GB)计算10个周期的瞬时铣削力的时间为1.9s，比采用文献2的方法计算时间233.3s，计算效率提高122.79倍。

摘要： 本发明公开了一种钛合金TC18铣削过程铣削力建模方法，用于解决现有技术在进行钛合金TC18铣削过程铣削力建模时，不能有效模拟带刀具偏心钛合金TC18铣削过程中出现的等相宽非零铣削力的技术问题。技术方案是既考虑了侧刃参与切削时侧刃和底刃对铣削力的影响，也考虑了侧刃退出切削时底刃对铣削力的影响，克服了现有技术不能有效模拟带刀具偏心钛合金TC18铣削过程中出现的等相宽非零铣削力现象的不足；由于将底刃铣削力系数表示成切屑宽度的指数函数，克服了现有技术无法对底刃切削过程中的尺寸效应进行模拟的不足。

摘要： 本发明提供一种基于单因素分析法及响应曲面法的辉光放电聚合物构件微铣削加工铣削力建模及预测方法，属于微铣削加工铣削力建模技术领域。为解决现有技术针对辉光放电聚合物材料构件表面微结构微铣削加工机理、加工参数对铣削力的影响方面相关研究不足的问题。本发明方法采用单因素分析法和响应曲面法‑中心复合实验设计法设计实验方案并开展实验，测量实验方案中各组工艺参数加工过程中三个方向的铣削力；采用最小二乘算法拟合数据，建立GDP材料构件微铣削铣削力的二阶响应曲面模型；根据实际加工过程的工艺参数对铣削力进行预测，以进一步指导实际工况下工艺参数的选择。通过本发明方法所建立模型具有较高的准确度和可信度，具有较好的实用性。

摘要： 本发明提供一种同时考虑铣削力幅值与均值的铣削力系数辨识方法，首先通过设计槽铣加工实验获取一个周期内力的均值向量和幅值向量，然后设计槽铣加工实验中铣削力均值、幅值的理论计算模型，最后根据铣削力均值、幅值的理论计算模型以及实验测得的均值向量和幅值向量，建立包含待求解铣削力系数的优化目标，通过优化算法求解出最优解得到铣削力系数；本发明方法具有较高精度，且相比于其他利用平均力求解系数的方法，可以减少所需要的槽铣实验组数，在保证精度的同时，提高工作效率，降低试验成本。

摘要： 本发明涉及岩石铣削破碎技术领域，特别涉及一种建立岩石铣削力模型的方法和岩石铣削试验装置。本发明的方法包括：对岩石的样块进行侵入试验，确定岩石的侵入强度；基于岩石的侵入强度，确定岩石的铣削力计算模型。本发明不再通过直接进行铣削试验来对铣削力进行研究，而是基于岩石侵入试验来确定岩石的铣削力计算模型，不仅试验过程简单，能够节约人力和物力成本，而且所获得的铣削力计算模型，为岩石的铣削力研究提供了理论基础，能够有效简化岩石铣削力的研究过程。

摘要： 本发明公开了一种球头铣刀多轴铣削钛合金铣削力预测方法，基于三轴球头铣刀的力学模型，建立考虑刀具倾斜角的对切入角和切出角的影响建立多轴铣削力模型，然后进行切削实验，根据测得不同进给速度下切削力，采用线性回归识别切削力系数，并仿真分析加工参数与刀具几何参数对切削力的影响，为优化多轴铣削加工工艺方法提供了一定的理论基础。

摘要： 本发明公开了一种用于叶片定倾角铣削加工铣削力测量的夹具，属于航空发动机叶片加工技术领域。叶片定倾角铣削加工铣削力测量的夹具通过螺栓安装在测力仪的测力台上，测力仪安装在机床工作台上。在测量叶片加工过程中的铣削力时，叶片榫根固定安装在夹具转轴端部的夹紧定位块上；通过传动轴将卡盘的转动形式传递给夹具的转轴，转轴一端装夹的叶片随着转轴转动，保证刀轴与叶片之间的倾角始终保持一致。叶片定倾角铣削加工铣削力测量的夹具通过螺栓安装在测力仪的测力台上，测量夹具既实现了加工定倾角，又能够安装在测力仪的测力台上进行铣削力测量。夹具结构简单，安装方便，定位精度高，进行多次装拆而不影响定位精度。

摘要： 本发明公开了一种平头立铣刀铣削过程铣削力建模方法，用于解决现有的建模方法在进行平头立铣刀铣削力建模时，不能独立揭示侧刃的剪切效应、侧刃的犁切效应以及底刃的切削效应的技术问题。技术方案是通过常值铣削力系数建立三种切削机制和工艺几何参数的关联关系，并采用最小二乘法即可实现铣削力系数的标定，相比现有技术简化了铣削力系数的标定流程；既考虑了侧刃参与切削时的剪切效应和犁切效应对铣削力的影响，也考虑了底刃参与切削时的切削效应对铣削力的影响，克服了现有技术不能独立揭示侧刃剪切效应、侧刃犁切效应以及底刃切削效应这三种切削机制的不足。