螺旋槽数控立铣刀圆周刃前角的测量及计算方法

前角是影响刀具切削性能的最主要因素,尤其是螺旋槽数控立铣刀的圆周刃前角将直接影响到其切削性能.应用先进的测量技术与计算机技术,对螺旋槽数控立铣刀圆周刃前角测量方法及其实际作用角度计算方法进行研究,实现了精确的螺旋槽数控立铣刀圆周刃前角测量及其实际作用角度计算,为提高螺旋槽数控立铣刀的质量及其切削加工效率提供了重要的方法和工具.     

CFRP螺旋铣孔加工中的轴向力抑制方法

在碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon Fibre Reinforced Polymer,CFRP)螺旋铣孔加工过程中,刀具端刃所产生的轴向力过大会造成制孔出口分层、撕裂、毛刺等缺陷问题。为减小CFRP螺旋铣孔加工中的轴向力,从运动学原理上分析了刀具端齿隙角与未变形切屑的关系,提出了使刀具切削线速度较低的中心区域不参与切削的方法;进一步推导出了使刀具中心不参与切削的条件,并对不同端齿隙角和导程组合下的未变形切屑形状进行了模拟;最后在CFRP上进行了螺旋铣孔试验验证。结果表明,通过增大刀具端齿隙角和减小导程,可以使螺旋铣孔加工中端刃中心区域不参与切削,从而有效减小CFRP螺旋铣孔中的轴向力。     

金属零件切削加工中刀具前角的合理选用原则

分析了金属零件切削加工中刀具前角大小对加工过程中切削力、刀具耐用度、切削温度等方面的影响,提出了合理前角的概念,给出了工作中合理选用前角的原则。     

小深孔钻头的修磨

采用普通麻花钻加工小直径的深孔（L/D>10）是很困难的。有一种用特殊铸铁制造的零件,需要加工出一个深为90mm、直径为8.7H8mm的内孔。由于零件材料的可加工性较差,钻头因剧烈磨损而使寿命降低,造成刀具消耗量增加,孔的精度要求也受到了影响, 分析其原因:一是工件材料强度高;二是钻心处横刃处于较大的负前角,大约为-54°左右,横刃过长,切削时呈刮削挤压,且该处切削速度太低,切屑呈碎粉状不易排出,使得钻头的切削刃两侧转角处磨损加剧。为提高钻头的切削性能和加工质量,将普通钻头修改为图示结构,其效果较佳。     

小经验

立铣刀切削刃后刀面磨损简易测量法六二五研究所李鑫华在金属切削中,刀具磨损对生产率和产品质量有着直接的影响;它也是评定刀具质量和被加工材料可加工性的一个重要指标。特别是在加工耐热合金、钛合金等难加工材料时,刀具的磨损问题就更为突出。为了保证零件加工质量,就要不断地对刀具磨损情况进行监控、测量。     

双刃镗刀的切削性能

双刃镗刀的切削性能双刃镗刀由于有两个对称分布的切削刃参加切削，使切削力平衡、零件加工精度提高，并省去需经常调整尺寸的麻烦，因而是无人化加工中心、数控机床加工的理想刀具。为定量地了解双刃镗刀对提高零件加工精度所起的作用，美国Ｇｉｄｄｉｎｇ与Ｌｅｗｉｓ公...     

机夹大刃倾角端铣刀

刀具结构如图所示。主要特点: 1.刃倾角λ=20°,切削中刀刃或前刀面首先接触工件,刀尖不易损坏,并有利于规则排屑。 2.主偏角ψ=70°,径向切削分力小,使切削平稳,适合强力切削。削刃及过渡刃研磨有0,2×(-5°)倒棱,增强刃口强度,不易崩刃。 4.由于采用大刃倾角及大前角,切屑变形较小,降低了切削力及切削温度,减少功率     

日本机械制造厂革新刀具提高劳动生产率

最近,日本各机械制造厂正在开展革新刀具提高劳动生产率活动。 革新刀具的途径是:刀具多刃化、组合化和重切削化。在镗孔和铣切加工中,采用多刃刀具,可提高切削效率。采用多刃刀具,不仅要求刀具和机床的刚性要好,而且要求操作者具有较高的技术水平。     

单向CFRP螺旋铣削力建模

螺旋铣削加工工艺具有降低轴向力,改善排屑、散热条件等优点,螺旋铣削力是其重要过程指标之一。对单向CFRP螺旋铣削力建模方法展开研究,预测给定加工参数下的螺旋铣削力。首先,通过对螺旋铣削过程进行运动学分析和切屑几何分析,建立了螺旋铣削过程中侧刃、底刃动态切屑层模型,纤维切削方向角度模型和动态切削力计算模型。然后,分别通过侧刃直线槽铣实验和底刃半齿插铣实验,对各个切削方向角度下侧刃、底刃切削力系数进行了标定,并利用人工神经网络对切削力系数进行拟合。最后,将标定所得的切削力系数代入动态切削力计算模型中,建立了单向CFRP螺旋铣削过程动态切削力预测模型,并通过实验验证了模型的准确性。与现有模型相比,该模型不仅能够预测刀具螺旋运动周期内的切削力变化情况,还可以对每个刀具自转周期内的细节进行预测,通过考虑纤维切削方向角度对切削力系数的影响,反映了单向CFRP材料的各向异性,较为准确地预测了螺旋铣削力。     

铝合金薄壁中空结构件重负荷铣削切削振动研究

使用直径为20mm的商用高速钢和硬质合金刀具,在中低切削速度和大切宽条件下对高速列车车体用T5热处理6N01铝合金双壳薄壁W型结构件进行重负荷铣削试验,重点对铣削振动及其影响因素进行研究.结果表明:当铣刀铣削至结构件的筋板交叉处时振幅有突变增加,其值为铣削铝合金薄壁时的3～6倍;在中低速铣削范围内,重负荷铣削该结构件时易发生自激振动和强迫振动.研究同时表明,机床转速和每齿进给量是影响切削振动的显著因素,波刃刀具切削振动幅值显著大于非波刃,螺旋角较大的刀具和齿数较少的刀具其切削振动较小;在剧烈的切削振动下,高速钢刀具易发生刀尖崩刃,波刃刀具则易发生严重粘结.     

复杂异型零件小直径螺纹优质高效加工工艺研究与应用

复杂异型壳体类零件广泛应用于航空发动机控制附件,此类零件表面分布有大量小直径螺纹孔,螺纹孔加工是影响整个壳体生产加工效率和精度的核心工序。该类零件现有的加工工艺存在一致性差、加工效率低、专用夹具多、铣螺纹时易出现正锥现象等缺点。针对上述问题,提出并设计专用螺纹铣刀对小直径螺纹孔进行加工,通过宏程序编程解决刀具刃部缩短带来的编程问题,采用刃部长度为1～3个螺距的专用螺纹铣刀,同种刀具即可实现相同螺距不同规格的螺纹孔加工。通过对两个批次的零件进行实际加工验证,结果表明：工艺优化方案可使小直径螺纹孔加工质量及加工效率得到显著提升。     

利用立体图求解斜梳齿刀刀齿型面

某斜齿轮零件由于结构上的原因,只能采用如图1所示的斜梳齿刀。刀具工作时,刀具的节线（或齿顶线）与零件轴线相垂直,且沿着零件螺旋角作上下运动,从而加工出所需的齿型面。     

高性能数控切削刀具的管理技术

航空航天制造业的加工方式以小批量、多品种混线加工为主,相对于大批量生产的汽车制造行业,在零件切削加工生产中,由于零件材料的难加工和零件结构的难加工特性,不仅对高性能数控刀具有迫切的需求,而且合适的刀具管理技术对数控生产质量的提升具有重要的意义和应用价值。采用数控机床进行金属切削加工,不仅是航空航天制造业的主要金属切削方式,也在整个工业生产中占据主流。在数控切削方式的变革中,生产质量管理也发生了很大的变革。     

燃气轮机零件上凹槽的高效仿形加工

在加工由难加工材料(如耐热超级合金或钛合金)构成的燃气轮机零件时,一定要谨慎选择刀具、切削参数和走刀路径.例如,对于同样的刀片材质和槽形,选择正确的切削刃(刀片)形状可以使刀具寿命延长8倍.     

超声椭圆振动精密切削

传统超声振动切削加工中刀具后刀面与工件已加工表面的高频摩擦使刀具承受交变拉压应力,导致刀具疲劳崩刃。超声椭圆振动切削技术使刀具以椭圆振动轨迹对工件进行切削,避免了刀具后刀面与已加工表面的摩擦,有效抑制了刀具的崩刃破损;同时,将刀具前刀面与切屑之间有害的摩擦力变为有利的切削力,增加了刀具的剪切角,降低了切削过程中的吃刀抗力,提高了加工精度。     

航空复杂壳体高精度孔系精密加工技术

针对航空复杂壳体典型高精度孔系加工时间长、刀具数量多、加工效率低成本高等问题,根据其结构特点及精度要求,设计螺旋槽内冷式台阶钻头、直线刃内冷式台阶铰刀,改进专用复合成型刀具的结构设计,逐步优化调整切削参数.通过多次切削工艺试验摸索匹配专用复合成形刀具的最优工艺参数,形成了适用于航空复杂壳体高精度孔系精密加工的工艺解决方案,并验证可行.     

山特维克可乐满CoroMill(R) 790铝合金加工的利器

航空工业铝合金零件的加工对刀具有很高的要求,刀具在具有高性价比的同时还必须满足高质量加工的需求.在此背景下,整体硬质合金刀具逐渐取代了传统的高速钢刀具,这是因为整体硬质合金刀具具有槽型合适,切削刃锋利,在铝合金精加工中切削力小,并且容屑空间大,排屑顺畅等优点.     

立式铣刀结构参数分析与加工仿真研究

航空航天领域大量使用的薄壁叶片等复杂曲面零件,多采用立式铣削方法加工制造。增大刀具与工件接触可以提高加工效率,但刀具的结构参数对铣削质量影响较大。建立铣削力学模型,对立式铣削加工进行分析,确定铣削加工过程中的主要影响因素是铣刀螺旋角、铣刀直径和铣刀刃数。采用AdvantEdge FEM软件,以单变量因素进行铣削有限元仿真,分析铣削力、加工形变、应力应变等影响。结果表明:铣刀螺旋角增大,铣刀半径增加,铣刀刃数增加,可有效地改善刀具应力和形变,增强刀具振动的稳定性,提高加工质量。     

先进刀具设计技术:刀具结构、刀具材料与涂层技术

金属切削加工是用刀具从工件表面切除多余的金属材料,从而获得在几何形状、尺寸精度、表面粗糙度及表面层质量等方面均符合要求的零件的一种加工方法.其核心问题是刀具切削部分与工件表层的相互作用,即刀具的切削作用和工件的反切削作用.这是切削加工中的主要矛盾,而刀具的切削作用则是矛盾的主要方面.     

基于萤火虫算法的CFRP材料铣削刀具结构优化

为了提高CFRP零件的加工表面质量和刀具寿命,针对其铣削加工的刀具结构进行了优化。设计了刀具结构参数与CFRP材料铣削加工表面粗糙度、后刀面磨损量之间的正交试验。应用极差分析法分析了刀具结构参数对CFRP材料加工表面粗糙度、后刀面磨损量的影响规律,并应用多元线性回归法建立了刀具结构参数与表面粗糙度、后刀面磨损量之间的数学模型。基于此模型,采用FA萤火虫算法,优化了刀具的结构参数,并进行了实验验证。结果表明:在试验参数范围内,刀具结构参数对于CFRP工件铣削表面粗糙度的影响程度依次为:后角、螺旋角、前角。当刀具的后角、螺旋角和前角增大时,工件的表面粗糙度都呈减小趋势,但减小的快慢程度不同;刀具结构参数对于后刀面磨损影响程度依次为:后角、螺旋角、前角。当刀具后角增大时,后刀面磨损量迅速上升,当螺旋角增大时,后刀面磨损量减小,当刀具的前角增大时,后刀面磨损量先减小后增大。采用FA萤火虫算法优化后的刀具结构对CFRP材料进行铣削实验,实验结果值与建立的模型预测值误差较小,表面粗糙度的误差率为3%,刀具后刀面磨损量的误差率为7.6%。