Tool feed rate optimization for smoothening of cutting force in end milling

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作者 Yuji NINOMIYA Hisataka TANAKA +2 位作者 Masahiko SATO Susumu OKAMURA Kazuma TERASHIMA 《材料与冶金学报》 CAS 2010年第4期296-299,共4页

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复杂曲面零件的高速铣削参数优化研究

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作者 文亦骁 徐全 +2 位作者 曾文明 郑宇 刘双 《工具技术》 北大核心 2025年第7期113-117,共5页

为探究复杂曲面零件的高速铣削参数对加工效率、刀具磨损和零件表面质量的影响规律,使用CUTPRO软件构建仿真模型,结合高速铣削试验,优化铣削速度、每齿进给量和铣削深度系数,并对铣削合力和表面粗糙度的响应关系进行分析,对材料去除率... 为探究复杂曲面零件的高速铣削参数对加工效率、刀具磨损和零件表面质量的影响规律,使用CUTPRO软件构建仿真模型,结合高速铣削试验,优化铣削速度、每齿进给量和铣削深度系数,并对铣削合力和表面粗糙度的响应关系进行分析,对材料去除率和表面质量进行考量,形成针对粗加工和精加工的多目标规划模型。结果表明:铣削速度变化对表面粗糙度的影响最为突出,每齿进给量和铣削深度对表面粗糙度的影响较小且接近;进行复杂曲面零件的高速铣削粗加工时,优选参数为v_(c)=60 m/min,f=0.03 mm/z,a_(p)=1.5 mm,精加工时优选参数为v_(c)=40 m/min,f=0.02 mm/z,a_(p)=1.0 mm。 展开更多

关键词 高速铣削 复杂曲面零件 参数优化 铣削合力 表面粗糙度

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复杂螺旋曲面铣削加工刀具的廓形设计 被引量：14

3

作者 吴沁 芮执元 杨建军 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2009年第7期78-81,共4页

针对螺杆压缩机第三代型线的特点,研究用于螺旋曲面加工的铣削刀具的廓形设计。文章依据刀具回转面与螺旋曲面的包络原理,以用于螺旋曲面加工的铣削加工刀具——盘形铣刀的设计为研究对象,采用微分几何曲线曲面的构建方式,首先建立了螺... 针对螺杆压缩机第三代型线的特点,研究用于螺旋曲面加工的铣削刀具的廓形设计。文章依据刀具回转面与螺旋曲面的包络原理,以用于螺旋曲面加工的铣削加工刀具——盘形铣刀的设计为研究对象,采用微分几何曲线曲面的构建方式,首先建立了螺旋曲面的特性方程,然后根据刀具与工件的接触条件建立接触线方程;提出了加工螺旋面用盘形刀具廓形设计的基本理论和方法,并通过实例验证了盘形刀具设计的理论计算公式。结果表明,铣削加工螺旋曲面的盘形刀具截形设计的关键是建立接触线方程,借助Matlab软件进行数值运算而求出刀具廓形的坐标是精确的,且能够满足产品设计要求。 展开更多

关键词 螺旋曲面 盘形铣刀 刀具廓形 型线

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一种基于时间分割法和数字积分法混合实现的空间直线插补方法 被引量：4

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作者 刘宜 丛爽 +1 位作者 钱炜 方凯 《机械设计》 CSCD 北大核心 2008年第12期27-31,共5页

在空间曲面铣削加工中,进给速度的平滑性直接影响加工表面的质量。文中提出了一种应用时间分割法(TDM)和数字积分法(DDA)混合实现的空间直线插补方法(HSLIM),用以改进通常采用时间分割法直线插补产生零头距离而出现的难以保持平滑进给... 在空间曲面铣削加工中,进给速度的平滑性直接影响加工表面的质量。文中提出了一种应用时间分割法(TDM)和数字积分法(DDA)混合实现的空间直线插补方法(HSLIM),用以改进通常采用时间分割法直线插补产生零头距离而出现的难以保持平滑进给速度的问题。该算法是采用时间分割法中的时间分割原理,对数字积分法中的累加溢出过程按照进给速度的要求,采用可控的插补周期进行时间分割,从而用较少的计算量消除了零头距离,实现平滑的进给速度。仿真实验与实际加工实验都表明,该方法可以实现平滑的进给速度,明显改善加工表面质量。 展开更多

关键词 数字积分法 时间分割原理 平滑进给速度 空间曲面铣削加工

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平面曲线端铣加工过程铣削力的建模与预测 被引量：5

5

作者 罗智文 赵文祥 +4 位作者 焦黎 王西彬 谭方浩 刘志兵 梁志强 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期1727-1735,共9页

针对平面曲线端铣加工过程,提出一种考虑瞬时进给方向的铣削力预测方法。铣削加工时每齿进给量、切入/切出角以及瞬时切屑厚度等铣削参量随着曲线曲率的改变而变化,将单个频齿周期内的曲线加工过程看做是一系列铣削条件恒定的微小稳态... 针对平面曲线端铣加工过程,提出一种考虑瞬时进给方向的铣削力预测方法。铣削加工时每齿进给量、切入/切出角以及瞬时切屑厚度等铣削参量随着曲线曲率的改变而变化,将单个频齿周期内的曲线加工过程看做是一系列铣削条件恒定的微小稳态加工过程,建立了等效进给量、切入/切出角的矢量计算模型,通过计算每一微小阶段的铣削参量,推导了平面曲线端铣中基于傅里叶级数展开的铣削力模型。以PCr Ni3Mo VA钢为工件材料,分别进行圆弧和Bezier曲线端铣加工试验,试验结果表明,预测的铣削力在幅值和变化趋势上与试验测量结果吻合良好,验证了该铣削力预测方法的有效性。 展开更多

关键词 机械制造工艺与设备 铣削力 矢量模型 平面曲线端铣 傅里叶级数展开

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多轴联动空间复杂曲面线切割加工技术 被引量：3

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作者 申晓龙 任成高 +1 位作者 李楷模 周志雄 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期4729-4734,共6页

为实现大锥度空间复杂曲面模具零件的线切割加工,解决高速走丝电火花线切割机床加工空间曲面的难题,以空间曲面零件电火花线切割加工运动规律数学模型为基础,设计开发一种带有自动分度功能的、可翻转的数控回转工作台;基于原有的高速走... 为实现大锥度空间复杂曲面模具零件的线切割加工,解决高速走丝电火花线切割机床加工空间曲面的难题,以空间曲面零件电火花线切割加工运动规律数学模型为基础,设计开发一种带有自动分度功能的、可翻转的数控回转工作台;基于原有的高速走丝数控电火花线切割机床,研制空间复杂曲面多轴联动高速走丝线切割加工系统,并进行螺旋面、锥面、锥台、双曲面和正弦曲面等典型空间曲面零件的电火花线切割加工实验,对加工出的各个实验样件进行了测量和加工误差分析。研究结果表明:所设计的空间复杂曲面多轴联动线切割加工系统具有较高的加工效率、较好的加工质量和较低的成本;加工样件的误差在允许范围内,验证了该系统的实用性,为解决高速走丝电火花线切割加工空间曲面的难题提供了一种思路。 展开更多

关键词 高速走丝线切割 空间复杂曲面 数控回转台 多轴联动加工

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基于响应曲面法的超硬磨粒姿态对于微切削过程影响的研究 被引量：4

7

作者 李学崑 朱天行 +1 位作者 李峰 融亦鸣 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 2013年第2期1-7,13,共8页

通过模拟砂轮每个制造步骤建立了数字化单层CBN砂轮的模型,该模型能够分析砂轮表面密集堆积的情况(如磨粒密度、出刃高度、磨粒姿态等),以及在磨削过程中单磨粒去除材料的状态。通过有限元仿真(FEM)和响应曲面法(Response Surface Metho... 通过模拟砂轮每个制造步骤建立了数字化单层CBN砂轮的模型,该模型能够分析砂轮表面密集堆积的情况(如磨粒密度、出刃高度、磨粒姿态等),以及在磨削过程中单磨粒去除材料的状态。通过有限元仿真(FEM)和响应曲面法(Response Surface Methodology)对磨粒姿态对微切削过程的影响进行分析。结果表明:单颗CBN磨粒的微切削力取决于磨粒的磨损状态和空间姿态,并通过基于响应曲面法的定量化分析,得到了实现最小切削力的单颗磨粒空间最优姿态,其角度在40°和60°之间。 展开更多

关键词 微切削 空间姿态 响应曲面法 超硬磨料

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铝合金蒙皮化铣保护层切割技术及工具 被引量：2

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作者 唐臣升 孙朝海 +3 位作者 唐鹏 王金权 白玉珍 李研 《工具技术》 北大核心 2022年第5期83-86,共4页

为了解决铝合金蒙皮化铣保护层切割效率低、质量差的问题,进行了系统的铝合金蒙皮化铣保护层切割方法及工具技术研究,研制出优质高效的铝合金蒙皮化铣保护层切割工具,并通过系统的加工试验优化了工具的结构及其结构参数,提高了铝合金化... 为了解决铝合金蒙皮化铣保护层切割效率低、质量差的问题,进行了系统的铝合金蒙皮化铣保护层切割方法及工具技术研究,研制出优质高效的铝合金蒙皮化铣保护层切割工具,并通过系统的加工试验优化了工具的结构及其结构参数,提高了铝合金化铣保护层切割的效率与质量,降低了飞机的制造成本及其制造周期。 展开更多

关键词 铝合金 蒙皮 曲面 化铣 切割工具 保护层

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自由曲面数控加工刀具轨迹曲线的一种生成算法 被引量：7

9

作者 郭朝勇 黄海英 《现代制造工程》 CSCD 2005年第1期39-40,共2页

提出一种自由曲面数控加工轨迹曲线计算方法。根据这一方法,可由自由曲面上一定数量的任意分布型值点来 计算曲面加工时的刀具曲线。算法的基本思想是,型值点影响并决定着其控制区域内的曲面形状,这种影响的大小与到 型值点的距离... 提出一种自由曲面数控加工轨迹曲线计算方法。根据这一方法,可由自由曲面上一定数量的任意分布型值点来 计算曲面加工时的刀具曲线。算法的基本思想是,型值点影响并决定着其控制区域内的曲面形状,这种影响的大小与到 型值点的距离及权指数相关。分别给出了沿X向进给及Y向进给时刀具轨迹曲线的生成算法。讨论了算法中参数选取 对加工曲面形状及拟合精度的影响。 展开更多

关键词 自由曲面 数控加工 刀具曲线

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切削参数对粗精铣合体刀具铣削加工表面质量的影响 被引量：1

10

作者 王娟 刘璐 《工具技术》 2020年第1期85-86,共2页

采用硬质合金刀具,通过单因素实验对铸铝材料的表面铣削加工过程进行研究,获得最佳的切削参数,提高加工表面质量。实验以粗精铣一次完成工艺代替粗加工—精加工分步完成的加工工艺,研究粗精铣合体刀具加工中最佳的切削参数组合。实验结... 采用硬质合金刀具,通过单因素实验对铸铝材料的表面铣削加工过程进行研究,获得最佳的切削参数,提高加工表面质量。实验以粗精铣一次完成工艺代替粗加工—精加工分步完成的加工工艺,研究粗精铣合体刀具加工中最佳的切削参数组合。实验结果表明,对于铸铝零件,切削加工的最佳切削参数组合为:切削速度v=3000r/min、进给量f=1000mm/min、背吃刀量a p=0.3mm。通过比较不同工艺下切削参数与表面质量之间的关系,得出在相同表面质量的要求下,粗精铣合体刀具在铣削过程可简化加工工艺,缩短加工时间。 展开更多

关键词 铣刀设计 表面质量 切削参数 工艺优化

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模拟车铣回转型工件内表面的建模 被引量：1

11

作者 王凡 李智博 +2 位作者 于东林 龚奕镜 徐运超 《工具技术》 2018年第6期81-84,共4页

运用数学建模知识构建机床、工件和铣刀的二维平面关系,推理出铣刀轴向进给量与工件旋转角度的关系,用普通非车铣数控机床模拟出车铣加工大型回转型工件内表面的切削。采用普通机床模拟车铣加工大型回转型工件时,能在较低的实验成本下... 运用数学建模知识构建机床、工件和铣刀的二维平面关系,推理出铣刀轴向进给量与工件旋转角度的关系,用普通非车铣数控机床模拟出车铣加工大型回转型工件内表面的切削。采用普通机床模拟车铣加工大型回转型工件时,能在较低的实验成本下和较短的时间内得到加工大型回转型工件的最优切削参数。 展开更多

关键词 表面加工质量 切削参数 铣刀轴向进给 工件旋转角度

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空间复杂曲面的高速走丝线切割加工技术研究 被引量：1

12

作者 申晓龙 龙华 喻楠霖 《制造技术与机床》 北大核心 2013年第5期52-55,59,共5页

为实现空间复杂曲面零件的加工,基于原有的线切割加工系统,设计了一种带有自动分度的多轴联动数控回转台,建立了空间曲面零件线切割加工运动规律数学模型及仿真模型,并对几种典型运动形式进行了仿真研究和样件加工试验,将样件检测结果... 为实现空间复杂曲面零件的加工,基于原有的线切割加工系统,设计了一种带有自动分度的多轴联动数控回转台,建立了空间曲面零件线切割加工运动规律数学模型及仿真模型,并对几种典型运动形式进行了仿真研究和样件加工试验,将样件检测结果与设计数据和仿真结果进行对比。结果表明:所加工样件形状及尺寸精度均达到了预期效果,验证了各种运动形式下加工模型及仿真模型的正确性;同时,所设计的多轴联动线切割加工系统具有较高的加工质量和较低的成本,验证了该系统的实用性。 展开更多

关键词 高速走丝线切割加工 空间曲面零件 数控回转台 多轴联动

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铣削加工过程动力学建模、仿真研究现状与展望 被引量：3

13

作者 李忠群 石晓芳 +1 位作者 党剑涛 李文 《航空制造技术》 2018年第16期16-22,共7页

对铣削加工过程参数进行准确预测,对于实现无颤振高效铣削至关重要。对铣削加工过程动力学建模方法与原理、仿真算法与工程应用等进行了综述。首先,将切削过程建模方法归纳为经验法、解析法、有限元法及力学方法 4类,并分析了其各自特... 对铣削加工过程参数进行准确预测,对于实现无颤振高效铣削至关重要。对铣削加工过程动力学建模方法与原理、仿真算法与工程应用等进行了综述。首先,将切削过程建模方法归纳为经验法、解析法、有限元法及力学方法 4类,并分析了其各自特点。其次,详细介绍了静态切削力建模与动态切削力建模,并给出了其各自的应用场合。再次,对几种典型铣削加工稳定性分析方法的实现原理、优缺点和应用场合进行了对比,为采用合适的稳定性分析方法提供了理论依据。最后,介绍了铣削加工表面形貌预测常用的两种方法。上述分析得出的结论可为该领域深入研究与工程化应用提供理论指导。 展开更多

关键词 铣削过程 动力学仿真 切削力 表面形貌 颤振稳定性

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汽轮机叶片曲面加工铣削力预测模型研究

14

作者 江敏 谌永祥 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2015年第3期129-133,137,共6页

文章针对汽轮机叶片曲面的加工特点,建立了铣削力模型,并从瞬时切削厚度的角度分析了数控工艺参数对铣削力模型的影响。在金属切削有限元模拟的基础上,运用Matlab和Abaqus软件结合四因素四水平正交模拟试验法验证了铣削力模型。并运用... 文章针对汽轮机叶片曲面的加工特点,建立了铣削力模型,并从瞬时切削厚度的角度分析了数控工艺参数对铣削力模型的影响。在金属切削有限元模拟的基础上,运用Matlab和Abaqus软件结合四因素四水平正交模拟试验法验证了铣削力模型。并运用汽轮机叶片铣削加工实验进一步验证了铣削力模型和金属切削有限元模拟模型的有效性。 展开更多

关键词 叶片曲面 铣削力模型 瞬时切削厚度 工艺参数 有限元

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非线性空间曲面数控制造技术工艺研究

15

作者 黄杰 刘宏军 《机械设计与制造》 北大核心 2012年第4期184-186,共3页

讨论了非线性空间曲面的CAD/CAM技术问题。通过典型非线性空间曲面零件加工工艺的分析,确定非线性空间曲面零件的加工工艺方案。利用U G软件创新使用组合建模法实现了非线性空间曲面的建模与编程,解决了非线性空间曲面CAD/CAM过程中的... 讨论了非线性空间曲面的CAD/CAM技术问题。通过典型非线性空间曲面零件加工工艺的分析,确定非线性空间曲面零件的加工工艺方案。利用U G软件创新使用组合建模法实现了非线性空间曲面的建模与编程,解决了非线性空间曲面CAD/CAM过程中的表面光洁度、工装等关键技术问题,利用UG后置处理的NC代码,在数控铣床上成功地加工出了合格的零件,并最终成功应用于企业,提高了产品加工精度,缩短了生产周期,取得良好的效果。 展开更多

关键词 非线性空间曲面 UG CAD/CAM 数控加工

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空间连杆机构实现曲面精加工方法研究

16

作者 肖丽萍 魏文军 《工具技术》 2011年第6期61-63,共3页

与自由曲面相比,直纹面是一参数直线集,由直线L在空间沿轨迹曲线Γ运动得到,其加工方法技术较复杂,成本高。利用空间连杆机构结构简单、控制容易、运动连续等特点,主动曲柄的连续转动驱动机构运动,同时改变机构杆长、副长或扭角,可使起... 与自由曲面相比,直纹面是一参数直线集,由直线L在空间沿轨迹曲线Γ运动得到,其加工方法技术较复杂,成本高。利用空间连杆机构结构简单、控制容易、运动连续等特点,主动曲柄的连续转动驱动机构运动,同时改变机构杆长、副长或扭角,可使起始点于连杆端点的刀具沿连杆运动曲线作主运动,并沿该连杆本身作直线进给运动,完成直纹面的切削加工。该方法技术原理简单成本低,并能实现高效率,高精度的曲面零件连续线接触精加工。 展开更多

关键词 直纹面 空间机构 曲面加工 变杆长

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弯管内表面球头铣刀加工的铣削力预报 被引量：2

17

作者 赵振华 王续跃 +1 位作者 高航 魏兆成 《机械设计与制造》 北大核心 2014年第11期211-215,共5页

基于已经设计好的内置圆弧导轨弯管内表面专用加工装置,分析装置沿弯管引导线纵向进给,沿法向截面横向进给的加工原理以及内表面不同位置处形貌的凹凸不同,结合五轴加工中的刀具倾角改进了进给方向角模型,提出了一种适用于大长径比弯管... 基于已经设计好的内置圆弧导轨弯管内表面专用加工装置,分析装置沿弯管引导线纵向进给,沿法向截面横向进给的加工原理以及内表面不同位置处形貌的凹凸不同,结合五轴加工中的刀具倾角改进了进给方向角模型,提出了一种适用于大长径比弯管内表面的铣削力建模方法,并采用MATLAB仿真计算了加工过程中的瞬时铣削力。选取与仿真加工同等工艺参数,在弯管内表面0°,90°,180°三个特殊位置处截取小块曲面进行了验证实验,实验测得的铣削力在极值和变化规律上都与预测得到的铣削力基本相符,铣削力极值误差在16%以内,证明了该铣削力模型的可靠性。该铣削力模型对弯管内表面专用加工装置的强度校核,结构优化,加工过程的工艺参数选择都有一定的指导意义。 展开更多

关键词 弯管内表面 球头铣刀 内置加工装置 进给方向角 铣削力

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基于净切削比能的钛合金清洁切削加工表面完整性研究 被引量：1

18

作者 李安海 张茹凤 +2 位作者 赵军 周咏辉 魏书雷 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期57-64,共8页

目的探究钛合金清洁切削过程中能量消耗的变化与加工表面完整性的关系,通过切削参数优化选择,以实现加工表面质量的控制,从而提高钛合金高效洁净制造零件的使用寿命和服役性能。方法本文提出一种基于能量消耗的过程签名方法,来描述多工... 目的探究钛合金清洁切削过程中能量消耗的变化与加工表面完整性的关系,通过切削参数优化选择,以实现加工表面质量的控制,从而提高钛合金高效洁净制造零件的使用寿命和服役性能。方法本文提出一种基于能量消耗的过程签名方法,来描述多工步清洁切削加工过程与加工表面完整性的相互影响。建立了净切削比能计算模型,结合钛合金两工步铣削试验,分析了粗加工参数变化对粗加工、精加工切削力,以及净切削比能的影响规律,并进一步对两工步加工过程中的净切削比能展开研究。本文研究了不同粗加工参数条件下粗加工和精加工表面残余应力及微晶尺寸的变化规律。结果切削力和切削参数的变化均会影响净切削比能的大小。多工步切削加工过程中,粗加工和精加工切削参数的不同会改变净切削比能,进而引起表面完整性的变化。对切削比能影响最大的是径向切深,其次是进给量、切削速度。随着进给量和径向切深的增大,切削比能降低;随着切削速度的升高,净切削比能先增大后减小。净切削比能较大时,加工表面层残余应力较大,微晶尺寸较小。结论在保证加工质量的前提下,从节能降耗的角度出发,选取合适的切削速度、较大的切削深度、进给量,从而降低净切削比能、减少能量消耗,提高加工表面完整性。 展开更多

关键词 过程签名 净切削比能 表面完整性 铣削 清洁切削 钛合金

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钛合金径向超声振动铣削表面粗糙度研究 被引量：10

19

作者 喻宏庆 高延峰 王顺钦 《航空制造技术》 2016年第4期58-62,共5页

为提高钛合金零件加工质量,设计了径向超声振动辅助铣削试验装置,研究了切削速度、切削深度、进给速度和超声振动幅值对钛合金零件表面粗糙度的影响规律。试验结果表明,与普通铣削相比,径向超声振动铣削后工件上的刀痕更加平整、分布更... 为提高钛合金零件加工质量,设计了径向超声振动辅助铣削试验装置,研究了切削速度、切削深度、进给速度和超声振动幅值对钛合金零件表面粗糙度的影响规律。试验结果表明,与普通铣削相比,径向超声振动铣削后工件上的刀痕更加平整、分布更加均匀,材料去除更彻底,有效减少了由于钛合金切屑粘刀造成的表面划痕和积屑瘤等现象。在不同的切削参数下,径向超声振动铣削均可以改善钛合金零件的表面粗糙度,这一点在低速切削时更为明显,而超声振动幅值过大或过小都会影响加工质量。对加工系统的切削力进行了分析,发现超声振动辅助铣削时系统的切削力明显减小,有助于提高加工系统的稳定性,从而能够获得较好的表面质量。 展开更多

关键词 径向超声振动铣削 表面粗糙度 切削力 加工稳定性

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涡旋曲面薄壁微细铣削试验研究 被引量：1

20

作者 唐铭泽 程祥 +3 位作者 郑光明 闫新华 刘焕宝 李学伟 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2022年第11期84-88,21,共6页

涡旋薄壁结构是一种典型的曲率变化的曲面薄壁结构,变曲率的曲面薄壁结构在电子、汽车及航空航天等领域应用广泛。此类薄壁结构在加工过程中时常会存在毛刺、尺寸误差及刀痕等缺陷,加工质量难以保证。在借鉴深切缓进给磨削工艺的前提下... 涡旋薄壁结构是一种典型的曲率变化的曲面薄壁结构,变曲率的曲面薄壁结构在电子、汽车及航空航天等领域应用广泛。此类薄壁结构在加工过程中时常会存在毛刺、尺寸误差及刀痕等缺陷,加工质量难以保证。在借鉴深切缓进给磨削工艺的前提下,提出了一种大切深缓进给的涡旋曲面薄壁微细铣削工艺,以表面粗糙度R_(a)、尺寸误差Δ_(w)及毛刺高度h为加工质量评价指标,进行了微细铣削试验研究,探究了关键铣削参数(每齿进给量f_(z)、轴向切深a_(p)、径向切深a_(e)及主轴转速n)对加工质量的影响,并进行了关键铣削参数优化研究,识别出了较优的切削参数组合,并成功进行了高质量涡旋曲面薄壁微细铣削试验验证。 展开更多

关键词 微细铣削 涡旋曲面薄壁 尺寸误差 表面粗糙度 毛刺高度 大切深缓进给工艺

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