钛合金TC4是一种难加工材料,在切削速度不高时容易形成锯齿形切屑。利用AdvantEdge模拟钛合金TC4切屑的形成过程,研究切削速度对切屑形貌和剪切带的影响。仿真结果表明随着切削速度的增加,切削力先快速增加,而后平稳在一定水平上,随着速度的增加又快速变大。产生的切屑均为锯齿状切屑,随着速度的增加,锯齿形切屑的锯齿化程度增加,锯齿化频率也增加。剪切带的宽度、温度、应变率、滑移速度随切削速度的增加而非线性增加,剪切带内的应力随速度的增加先减少再变大。

弧齿锥齿轮齿面形状为空间曲面,齿面粗糙度的变化可对其啮合性能产生显著的影响,直接影响系统的振动、承载等性能。采用平行主轴式滚磨光整工艺对某航空弧齿锥齿轮的齿面粗糙度开展了理论仿真及实验研究。建立工艺运动的数学模型,推导出磨料与齿面间切削速度的公式,分析了影响结果的主要因素;借助EDEM软件的Hertz-Mindlin with archard wear模型,仿真了齿面磨损情况;采用该工艺对盘式弧齿锥齿面的表面质量进行了实验研究。结果表明,采用该工艺可使齿面毛刺消除,边角倒圆,齿面粗糙度Ra从0.8μm降至0.4μm左右,齿面形貌趋于各向同性,为后期研究齿轮接触性能和工业应用奠定了基础。

基于金属切削机理,通过有限元软件建立了二维车削加工有限元仿真模型。经分析可知,在切削速度一定时,随着刀具前角增大,切削力逐渐降低,但刀具前角增大会导致强度降低,最终取前角为10°。在最佳切削刀具前角时,切削速度在一定范围内增加,切削力逐渐降低。经有限元分析得出,切削7075铝合金时选取的最佳切削速度为3000 mm/s,车刀选用前角为10°,此时切削力最小。

为了明确切削速度对某新型易切削钢切屑形态及加工表面形貌的影响规律,开展了不同切削速度下某新型易切钢的切削试验,研究切屑形态和已加工表面形貌并分析其产生原因。结果表明:宏观上,在切削速度大于150 m/min时,该易切削钢切屑以短管螺旋状为主,当切削速度小于150 m/min时,切屑以发条状和破断弧形为主,形成锯齿形切屑的临界切削速度大约在200 m/min;切削速度影响切屑底面形貌,在低速切削时,切屑底面较多大小不一的撕裂状凹坑、沟槽,当切削速度增大至200 m/min时,能够形成表面较光滑的切屑底面;低速切削该易切削钢时,工件表面粗糙度较大,3D形貌显示波峰高度、波谷深度也均较大,随着切削速度的增加,粗糙度减小,3D形貌亦趋于平缓。

针对油泵齿轮现存的齿轮端面粗糙度高、硬度低、批量加工效率低等问题,提出了一种往复旋流复合光整加工工艺方案。本文详述了该方案的加工原理,并通过建立数学模型,推导出齿轮上任意点的切削速度、切削角公式;从理论角度对比分析了齿轮在往复旋流复合光整加工的工艺方案与旋流式滚磨光整加工工艺方案下的运动特点,明确齿轮在往复旋流复合光整加工工艺下转动时切削速度和切削角的变化规律;对该工艺的4项参数进行分析,明确了该参数对油泵齿轮上某点切削速度和切削角的影响。采用MATLAB软件对本文方案进行了仿真分析,结果表明,本文方案能同时加工多个齿轮,且由于该工艺中增加的升降运动而使得齿轮端面产生了轴向端面切削角,既解决了油泵齿轮现存问题,又为优化完善该工艺提供了理论依据。

切削速度的选择,是发挥高速切削优势的决定性因素之一。如何科学选择切削速度是一个复杂的决策问题。考虑到决策者主观判断的模糊性,提出了一种基于模糊层次分析的高速切削速度优选方法。通过分析高速切削速度的影响因素,建立了一种两级结构多目标优化模型,为了较好地体现主观评价人员对于指标间重要关系的理解,采用三角模糊数建立判断矩阵求解权重值。结合某加工中心航空发动机涡轮叶片切削速度优选案例,验证了模糊层次分析法在高速切削速度优选中的可行性。

阐述了将普通外圆90°车刀，经过修磨用于精车外圆获得小的粗糙度值的方法，并对所选切削用量进行了简单的说明，强调了刀尖圆弧不能太大的道理，精车外圆时要获得小的粗糙度值，进给量也不能太小。

机加工车间总是致力于获得更好的质量、更高的一致性及更快的产出，同时也非常关注控制或降低成本。为满足更高的性能标准或更低的单位成本，加工中心与多任务机床正不断更新换代。可转位刀片能够显著降低成本。不过随着切削速度的提高，要获得高质量的加工、更长的刀具寿命、稳定的生产和一致的加丁结果，刀片的稳定性必须更好。现在的机加工车间必须重视刀片在径向和轴向的微小位移，才能保持更高的切削速度，延长刀具寿命并生产出更高质量的产品。

在上面图片里，工人手里拿着卷曲缠绕、长长的切屑，这种切屑对于机床、刀具、工件表面均存在严重的威胁为此，国外一些著名的刀具公司推出了不同结构的高压冷却技术和低温冷却技术，不仅提高了切削速度，而且改变了切屑的形状（如上图中蓝色的收集容器中的碎切屑），降低了切屑对刀具的磨损，提高了刀具寿命。

分析了DL-42500型压力机的主传动偏心轮的技术要求和加工难点，选择在C5250型立式车床、TK6920型落地镗铣床、毫克能HUM表面加工装置上进行加工，给出了具体的加工工艺。