锆基金属玻璃其特殊的力学性能在诸多工业领域得以应用,在汽车工业领域正处于创新开发研究阶段。在详细了解铣削加工条件下块体金属玻璃(BMG)加工表面的微观结构演变情况,以Zr基块体金属玻璃作为实验样本,观测并验证了其在不同铣削条件下的光发射现象和晶化情况。结果表明加工过程中,进给率越大,光发射现象越明显,同时,铣削加工会诱发BMG加工表面由非晶态向晶态转变,并且晶化速度与进给率成正比。研究结果可为BMG材料的表面加工提供更全面的工艺指导,从而提高材料性能。

为了研究3Cr2W8V模具钢稳态金属高速切削中切屑的形成过程,本文基于高速切削技术和ABAQUS有限元仿真技术,采用二维正交自由切削模型和Johnson-Cook粘塑性本构方程,选择合理的刀-屑摩擦模型和切屑断裂准则实现了切屑分离。结果显示随着切削速度的增大,切削温度升高的速率先明显增大后缓慢减小,它们之间存在非线性的复杂关系;切削速度增大,切屑表面的温度升高,加剧了金属材料的绝热剪切行为,切屑锯齿化程度更加明显,切削力减小;切削厚度增大和刀具前角减小,切屑表面的温度升高,加剧了金属材料的绝热剪切行为,切屑锯齿化程度更加明显,切削力增大。通过仿真研究验证了切屑成形机理的正确性,对切屑的成形过程、优化切削加工工艺参数、改善刀具磨损和加工质量具有重要的借鉴意义。

本文在NX CAM平台上，针对汽车转向节锻模具有不规则曲面和飞边的特点，分析了相应的高速铣削流程与走刀策略，并使用自动编程功能优化了切削方式、刀具轨迹等工艺参数，最后采用误差小、精度高的NURBS插补方法简化了NC加工程序代码，提高了模具的加工的质量和效率。

钛合金高速铣削因其高效率、高质量、小变形等优点,广泛应用于航空、航天、船舶、军工制造等行业。针对难加工材料TC4(Ti-6Al-4V)的高速铣削加工技术,开展了铣削深度、铣削宽度、每齿进给量、主轴转速的四因素三水平正交试验,分析各铣削参数对铣削力的影响。实验过程中将铣削力分解为切向铣削力、径向铣削力和轴向铣削力,采用多元线性回归分析法,建立了各向铣削力模型,并进行了显著性检验。为验证模型的准确性,设计了新的加工实验进行验证。实验结果表明:该模型准确度高,能够预测铣削过程中的各向铣削力。

选用PVD—TiAlN-TiN硬质合金涂层刀具,进行高速干铣削AISI4340高强钢正交试验,研究铣削力及加工表面粗糙度随切削参数的变化,并建立铣削力及加工表面粗糙度与切削参数之间的经验模型。分析结果表明每齿进给量和铣削速度对主切削力Fz影响较大,径向切削深度对加工表面粗糙度Ra影响较小。建立的铣削力及加工表面粗糙度经验模型,经过检验,相对误差较小。涂层刀具高速铣削AISI4340钢时,采用较小的轴向切削深度和每齿进给量以及较大的铣削速度和径向切削深度有利于得到较小的铣削力和加工表面粗糙度。

针对AISI 4340高强钢加工质量较差的问题,采用硬质合金涂层刀具进行高速干铣削试验,研究切削参数对加工表面硬化和残余应力的影响。结果表明：铣削速度对加工表面硬化程度和硬化层深度影响最大,且随着铣削速度的增加,加工表面硬度值减小,硬化层深度逐渐减小;加工表面在进给、切削以及45°方向均产生残余压应力,铣削速度和每齿进给量对残余应力的影响较大;在vc=400～500 m/min,fz=0.03～0.06 mm/齿,ap=0.2～0.3 mm,ae=3～4 mm的切削条件加工时,可以获得较小的加工表面硬化程度和较大的表面残余压应力。该结果对高强度钢类零部件的生产具有理论指导意义。

根据难加工材料高速铣削加工的现状，通过用户需求分析，建立了基于C／S的难加工材料高速铣削数据库系统。该数据库可为工艺人员提供合理的难加工材料切削用量等信息，实现了切削参数的信息化管理，具有重要的实用价值。

文中以降低零件加工成本,提高加工效率为目标,构建了高速数控铣削加工参数多目标优化方案,合理设定了各类约束条件,并利用复合形法进行优化。通过实际应用,验证了优化方案的可行性。

为保证我国机械加工制造业可持续发展迫切需要一种新的制造模式,即低能耗、低排放、低污染为基础的低碳制造模式。对机械制造过程中能耗的影响元素进行了分析,得出了高速铣削加工能耗的计算公式。对于不同切削参数对应的能源消耗标准煤当量的计算,再根据IPCC数据库,将标准煤中的碳氧化成CO_2,计算CO_2的具体排放量,为机械加工工艺方案的优化提供参考依据,计算结果为低碳制造打下坚实基础。

表面粗糙度是衡量零件加工质量的重要技术指标之一,文中根据高速铣削钛合金表面粗糙度正交试验结果,利用多元线性回归法建立表面粗糙度预测模型,得出经验公式,并检验其显著性。