为了实现数控铣削加工的高效和低能耗,提出一种工艺参数的分析和优化方法。采用响应面法建立以高效和低能耗为目标的工艺参数优化模型,并通过残差分析验证建模方法的正确性。借助因素效应分析找到工艺参数对生产效率和能耗的影响规律;通过粒子群算法对工艺参数进行优化,实现生产效率的提高和能耗的降低。

采用球头铣刀侧倾铣削钛合金TC11,分析了不同工艺参数对切削力的影响规律,利用非线性回归方法建立了切削力预测模型。研究结果表明,对切削力影响最显著的工艺参数是切削宽度,切削力预测模型的平均预测误差是6.28%。

进行了涂层硬质合金立铣刀在刀具磨损过程中铣削GH4169试验,获得了刀具磨损随时间变化曲线,铣削力与主轴电流随刀具磨损量的变化曲线。试验结果表明刀具磨损量随磨损时间(累计加工时间)变化规律满足磨损曲线,铣削力随磨损量增大而增大,刀具磨钝时Fx绝对值均值比磨损初期增大235%,刀具磨钝时Fy绝对值均值比磨损初期增大129%,刀具磨钝时Fz绝对值均值比磨损初期增大607%;主轴电流随磨损量增大呈线性增大,刀具磨钝时主轴电流绝对值均值比磨损初期增大91%。

碳纤维复合材料以其高比强度、高比刚度、接近于零的热膨胀系数及良好尺寸稳定性等独特优势,在航空、航天等领域具有广阔的应用前景。某大型复合材料零件长度为10 m以上,其截面形状由多段线组成,如何保证零件的加工质量始终是一个难题。针对此大型复合材料件加工难以保证尺寸精度的问题,通过对加工设备、刀具、加工方法等方面进行分析,提出了某大型碳纤维复合材料的加工工艺,通过产品实际加工,验证了加工工艺的可行性。该工艺保证了产品的尺寸精度,提高了产品合格率,为其他大型复合材料零件的加工工艺研究提供了借鉴。

针对由多级弧段拼接组成沿内孔圆周等距分布的斜齿结构新型汽封圈,通过坐标系变换关系研究,设计制作了一套弧段斜齿铣削装置和铣削方法。基于数控宏程序的通用化编制,针对不同直径、齿数仅需更改关键参数即可实现高效、自动分度加工。突破了传统加工方式必须将汽封圈各弧段摆放至工作台回转中心并旋转工作台分度铣削斜齿的模式,对弧段类零件加工具有借鉴意义。

轻质大型反射镜的制造是大型光学系统必须要解决的关键技术之一.采用计算机控制的钻铣法可以获得更高轻量化程度及几何精度的镜坯,并能得到较高的加工效率.在大量工艺设计与实验的基础上,现已完成了一些高精度轻质反射镜镜坯加工以及镜面抛光工作.结果表明,此方法可达到70%左右的减重率,并且可以加工出较高精度的反射镜.

根据R参数和宏指令的特点,在数控铣床西门子系统中编制非连续函数曲线程序,总结出在加工数控铣削非连续函数曲线轮廓时,手工编程使用R参数和宏指令的方法应注意的问题,经实际加工证明该方法可行有效,加工精度和效率较高。

分析了改进前大直径内螺纹加工存在的各种问题,针对问题提出了解决方案。详细分析了大直径螺纹采用铣削工艺进行加工的具体过程,并验证了加工效果。

为了了解铣削加工表面残余应力的离散特征,对45钢在干切削和浇注润滑状态下分别进行粗/精铣削加工实验;采用数理统计方法对试样加工残余应力的离散性进行研究。实验结果表明:铣削残余应力有着明显的离散性,比车削残余应力大;铣削残余应力离散性主要来源于切削过程热力耦合的随机变化和铣削的刀具-工件复杂运动;工艺条件可以在一定范围内影响铣削残余应力离散性,粗加工的离散性比精加工大,浇注润滑离散性比干切削小。

利用球头铣刀对高温合金GH4169试件进行铣削加工,并对其加工表面完整性指标进行检测。结果表明:在选取的实验参数条件下,线速度vc对于表面粗糙度Ra、表面显微硬度和加工表面残余应力等表面完整性指标的影响不明显;表面粗糙度Ra和加工表面显微硬度会随着切深ap和每齿进给量fz的增大而增大;高温合金GH4169球头刀铣削加工后的表面残余应力σH呈现为拉应力状态,范围为219.3~338.9 MPa;残余拉应力随着切深ap和每齿进给量fz的增大而减小,原因是随着切深ap和每齿进给量fz的增大,加工表面的塑性变形程度逐渐增加。