读来读往

2015年4月20日第十四届中国国际机床展览会将在北京举行。代表当今世界机床工具顶尖水平的产品与技术将汇聚一堂,为业界奉献一场高效、智能、绿色的机床工具盛宴。本刊陆续推出＂未来机床＂、＂未来刀具＂、＂未来测量＂、＂未来工厂＂4期特刊策划。本期是以＂未来刀具＂为主题的特别策划。     

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。     

基于球头铣刀的碳纤维增强复合材料螺旋铣孔切削特性分析

碳纤维增强复合材料（CFRP）具有跨尺度、多相等结构特点,呈现显著的各向异性和不均匀性,加工性能差,容易出现明显的毛刺和分层。为了分析CFRP螺旋铣孔特性,采用球头铣刀针对CFRP开展了螺旋铣孔工艺技术的研究,着重对切削力、刀具磨损和制孔质量进行了详细分析。首先基于试验结果分析了径向切削力、轴向切削力以及切削温度随切削参数变化而变化的状况,接着分别从侧刃和球面的角度对刀具磨损进行了研究,最后根据制孔深度分析了制孔直径的变化,同时分析了制孔入口和出口的质量情况,并采用分层因子描述了制孔入口的分层情况。结果显示,球头铣刀在CFRP螺旋铣孔过程中具有较好的切削特性,但制孔质量还有待提高。     

基于航空电机壳体高效铣刀的研究

以某型航空电机壳体加工为例，从刀具结构特征和几何尺寸等方面，制定针对圆柱面的专用刀具加工技术方案。通过改进刀具的端齿形状、采用基于壳体外圆柱面的大行距加工方法，优先提高壳体的加工效率、保证重要尺寸和精度,从根本上解决了圆柱外表面类特征多轴加工效率低的问题，具有一定的推广应用价值。     

涂层刀具低温铣削SiCp/Al复合材料表面质量研究

在加工过程中,相反的两相特性增加了 SiCp/Al复合材料加工难度,难以获得良好的表面质量.为了提高其切削性能,本文开展20vol％SiCp/Al复合材料铣削加工试验研究,比较常温和低温条件下TiAlN涂层和TiAlSiN涂层两种铣刀的切削性能.结果表明,在低温条件下,两种刀具的切削力增加,铣削后表面铝基体的开裂及剥落...     

变弯度机翼后缘偏心梁设计与验证

针对基板弯曲变形的变弯度柔性机翼后缘结构难以精确变形、承载差的问题，提出了一种多变形控制点偏心梁驱动结构，设计了偏心梁与柔性后缘结构连接。根据变形目标要求，通过ABAQUS二次开发的参数化非线性简化模型程序、粒子群算法程序对驱动变形控制点数量及位置进行了优化分析；通过载荷分析计算了偏心梁的变形控制点补偿位移。搭建了非接触测试系统测试了结构的变形。测试结果表明：结构偏转角度达到15°,变形后轮廓与变形目标吻合较好，翼尖处的最大误差在2 mm以内，结构驱动方案及优化方法可行。     

基于神经网络算法的GH4169插铣刀具寿命预测研究

为了研究GH4169插铣加工中切削参数对刀具寿命的影响规律，延长刀具使用寿命，设计了GH4169插铣参数与刀具寿命之间的正交试验。基于正交试验获得的样本数据，利用径向基函数神经网络和反向传播神经网络分别建立了GH4169插铣刀具寿命的预测模型，并对模型进行了训练、测试与验证。该方法可为GH4169插铣刀具寿命模型的建立，工艺参数的优选提供依据。     

非线性弹性单盘转子系统稳定性分析

以转子动力学和非线性动力学理论为基础，针对非线性转子-轴承系统的具体特点，建立了采用Capone短轴承非线性油膜力模型的弹性转子系统模型，并用庞加莱映射方法，得到系统在参数域中的分岔图、轴心轨迹图、Poincare映射图、时间历程图和频谱图，从而得出分岔失稳转速随偏心量、轴承间隙、润滑油黏度3个参数的变化规律。研究结果可为该类转子-轴承系统的设计和安全运行提供参考。     

车铣复合切削加工技术及其应用研究进展

综述了车铣复合切削过程中的运动学原理、刀具磨损、切屑形貌、切削力和表面完整性方面的最新研究进展；阐述了车铣复合在航空零部件和轴类零件加工中的应用；展望了车铣复合切削加工的研究方向。     

微织构刀具对钛合金切屑形成影响的仿真研究

针对微织构刀具对钛合金Ti6Al4V切屑形成以及微槽二次切削机理分析的不足，通过建立热-力耦合仿真模型对比研究不同微织构刀具、微织构几何尺寸以及切削速度对切屑形成的影响规律。数值仿真结果表明：微织构刀具更有利于断屑，二次切削作用使切屑的弯曲半径变大，微织构可以减小刀屑之间实际接触面积，降低切削温度。增大微织构宽度可以增强微槽的二次切削作用，利于断屑，但应注意其对刀具强度的削弱作用，而增大相邻微槽间距则会出现相反的二次切削作用机制。提高切削速度对各刀具均有利于断屑，弧形微织构刀具的降温效果最好，V形微织构刀具次之，矩形微织构刀具降温效果最差。研究结果对进一步理解微织构刀具对钛合金切屑的二次切削作用机理提供一定参考。