薄壁件高速铣削温度场研究
薄壁零件高速铣削实验
ｈ ｇ ｐ ｅ ｌ ｎ ａ ａ ｔｒ ． ｉｈ ｓ ｅ ｄ ｍｉ ｉｇ ｐ ｍｅｅ ｓ ｌ ｒ
Ｋ ｅ ｗｏｒ ｙ ｄｓ： Ｈｉｈ ｓ ｅ ｄ ｍｉｌｎ ｇ ｐ ｅ ｌｉｇ； Ｍ ｉｌｎ ｏ ｃ ｌｉ ｇ ｆｒ ｅ； Ｔｈ ｎ ｗａｌｗｏ ｋ ｉｃ ｉ— ｌ ｒ ｐ ｅ ｅ； Ｓｕ ｆｃ ｕａｉｙ； Ｃｕｔｉｇ ｐａａ ｔｒ ｒａ ｅ ｑ ｌｔ ｔｎ ｒ ｍｅ ｅ
维普资讯
２０ ０ ８年 ３月
机床与液压
ＭＡＣＨＩ ＮＥ ＴＯＯＬ ＆ ＨＹＤＲＡＵＬ ＣＳ Ｉ
Ｍ ａ． ０ ８ ｒ２ ０ Ｖ０｜ ６ Ｎｏ ３ ｌ３ ．
第３ ６卷 第 ３期
薄 壁零 件 高速 铣 削 实验
孔 金 星 ，雷 大 江 ，岳 晓斌
ｍｉ ｉｇ ｆｒ ｅｗｅｅ ｒｓ ａｃ ｅ ． Ｔ ｅ ｈｇ ｐ ｅ ｌ ｎ ａａ ｔｒ ｒｔ ｉ — ｌ ｗ ｒ ｐｅ ｅ ｅ ｅ ｏ ｔ ｚ ｄ ａ ｄ ｔ ｅ ｅ ｐ ｒ ｎ ｓｆｒｔ ｉ — ｌ ｎ ｏ ｃ ｒ ｅ ｅ ｒ ｈ ｄ ｌ ｈ ｉｈ ｓ ｅ ｄ ｍｉ ｉｇ ｐ ｒ ｍｅ ｅ ｓｆ ｎ ｗａｌ ｏ ｋ ｉｃ ｓｗ ｒ ｐ ｉ ｅ ｎ ｈ ｘ ｅｉ 【 ｌ ｏ ｈ ｍｉ ｍｅ ｔ ｎ ｏ ｈ
ｗａ ｌｗｏｋｐ ｅ ｅ ｒ ｎ ． Ａｓａｒ ｓ ｔ ｔｅ ｍａ ｈ ｎ ｎ ｅ ｉｉｎ ａ ｄ ｅ ｃｅ ｙｆｒｔ ｎ・ ｌ Ｗｏｒ ｉｃ ｓａ ｅ ｉ ｒ ｖ ｄ ｗｉ ｈｅｏ ｔｍｕｍ ｌ ｒ ｉ ｃ ｓ ｗｅ ｅｄｏ ｅ ｅ ｕｌ， ｈ ｃ ｉ ｉ ｇｐｒ ｃｓｏ ｎ ｆ ｉｎｃ ｏ ｈｉ ｗａｌ ｉ ｋｐｅ ｅ ｒ ｍｐ ｏ ｅ ｔ ｔ ｐ ｉ ｈ
（ 中物 院机 械制 造 工 艺研 究 所 ，四川绵 阳 ６ １０ ） Nhomakorabea２ ９ ０
高速切削过程的温度场分析与优化
高速切削过程的温度场分析与优化引言：高速切削是一种在工业生产中广泛应用的加工方法，其能够有效地提高加工效率和精度。
然而，高速切削过程中的高速碰撞和摩擦会产生大量的热量，导致工件和刀具的温度升高，从而对切削性能和寿命产生负面影响。
因此，对高速切削过程中的温度场进行深入分析，并寻求优化的方法和措施，具有重要的理论和实践价值。
一、高速切削过程的温度场分析高速切削过程中，切削速度的增加会导致热量的产生和积累，进而引发温度升高。
而温度场的分布情况与材料的导热性、摩擦系数、冷却条件等因素密切相关。
1. 温度分布特点在高速切削过程中，温度场呈现出以下特点：（1）局部高温区域：刀具与工件接触处摩擦引起的热量聚集，导致局部高温区域的形成；（2）温度梯度大：由于高速切削过程中的快速热量转移和排除，刀具与工件的接触处温度梯度较大；（3）温度变化快：切削速度的增加导致温度场的变化速度加快。
2. 温度场形成机制高速切削过程中，温度场的形成与以下因素密切相关：（1）摩擦热：刀具与工件之间的摩擦会产生大量的热量；（2）变形热：由于高速切削引起的金属材料塑性变形会产生相应的热量；（3）剪切热：切削过程中刀具对工件的金属材料进行剪切，剪切过程中会产生热量。
二、高速切削过程的温度场优化1. 刀具材料的选择刀具材料的选择对高速切削的温度场优化具有重要影响。
合适的刀具材料应具备以下特点：（1）导热性好：能迅速将切削过程中产生的热量传导到刀具周围；（2）耐磨性好：能够承受高速切削产生的高温和高压；（3）抗冷焊性强：能够有效减少刀具与工件间的冷焊现象。
2. 冷却液的应用冷却液的使用可以有效地降低高速切削过程中的温度，进而提高切削性能和寿命。
冷却液的应用可以起到以下作用：（1）冷却刀具和工件：通过冷却液的喷射和冷却，能够有效降低摩擦热导致的温度升高；（2）切屑的排出：冷却液的喷射可以将产生的切屑迅速带离切削区域，避免切削区域积热。
3. 切削参数的优化切削参数的优化对高速切削过程的温度场具有重要影响。
高速切削技术在薄壁零件加工中的应用研究
高速切削技术是诞生 于 ２ ０世纪 ３ ０年代 的一项 先 进 制造技术 ，其 采用超 硬材料 刀具和模具 ，利用高精
度 、高 自动化和高柔性的制造设备实现 了高效率 、高 柔性和高质量 的切 削加工 ，被称 为是 ２ 世 纪机械 制 １
造业 的一 场技术革命 ，在工程领 域的应用逐 渐成 熟 。由于高 速切 削技 术具 有 高 主轴 转 速 、高 进 给速 度 、低切削力和高切削速度等特点 ，能有效地缩短加 工时 间并降低加工 成本 ，加 工精 度高且 表面 质量好 ， 符合薄壁箱体 生产 的发展趋势 ，因而获得广泛应用 。 作者针 对薄壁箱体零 件的工艺特点及生产实 际要 求 ，对薄壁箱体零件高速切削 的可行性进行 了分析 与
高速切削技术在薄壁零件加工中的应用研究
周 文 （ 南通纺织职业技术学院，江苏南通 ２６０ ） ２０７
摘要 ：从 薄壁箱体的加工效率 、加工精度等 角度出发 ，分析薄壁箱体零 件高速切 削加工 的优 势和可行 性。针对其 工艺 特点及生 产实际要求 ，分析高速加工 中存在 的工 艺问题 ，给出具体 的解决 措施 。实践 表明 ：采用 高速切削加 工技术加 工薄 壁 箱体 ，加工效率高 ，工件表面质量好 。 关键词 ：高速切削技术 ；加工效率 ；加 工精度 ；薄壁箱体零件
ｎｎ ， ｔｅ ｍｅ ｓ ｒ ｓ ｗ ｒ ｕ ｏ ｗａｄ ｔ ｅ ｏ ｖ ｈ ｒ ｃ ｓ ｒｂ ｅ ｆ ｍａ ｈ ｎｎ ． Ｔ ｅ ｐ ａ ｔ ｅ ｈ ｗ ｔ ａ ｈ ｐ ｌ ａｉ ｎ ｏ ｉｈ ｉ ｇ ｈ ａ ｕ ｅ ｅ ｅ ｐ ｔｆｒ ｒ ｏ ｒ ｓ ｌｅ ｔ ｅ ｐ ｏ ｅ ｓ ｐ ｏ ｌｍｓ ｏ ｃ ｉ ｉ ｇ ｈ ｒ ｃｉ ｓ ｓ ｏ ｈ ｔｔ ｅ ａ ｐ ｉ ｔ ｆｈ ｇ — ｃ ｃ ｏ ｓ ｅ ｄ ｍａ ｈ ｎ ｎ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｉ ｃ ｉ ｉ ｇ ｔ ｉ — ｉ ｋ ｅ ｓｂ ｘ ｄ ｓ ａ ｅ ｏ ｋ ｉｃ ｓｃ ｎ ｇ ｉ ｉｈ ｅ ｃｅ ｃ ｎ ｏ ｄ ｓ ｒａ ｅ ｑ ａ ｉ ． ｐ ｅ ｃ ｉ ｉ ｇ ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｎ ｍａ ｈｎ ｎ ｎ ｔ ｃ ｎ ｓ ｏ ｅ — ｈ ｐ ｄ ｗ ｒ ｐ ｅ ｅ ａ ａｎ ｈ ｇ ｆ ｉｎ ｙ ａ ｄ ｇ ｏ ｕ ｆ ｃ ｕ ｔ ｈ ｈ ｉ ｌ ｙ
铝合金薄壁零件的高速铣削加工研究的开题报告
铝合金薄壁零件的高速铣削加工研究的开题报告
一、选题的背景和意义
随着现代工业的不断发展，铝合金材料已经成为了广泛应用于机械、汽车、航空航天、电子等领域的优质材料。
而铝合金薄壁结构零件的加
工难度较大，同时其强度要求又比较高，因此在加工过程中需要采用一
些高精度的加工方式，以保证加工质量和降低不良率，提高生产效率。
而高速铣削则是一种相对高效且能够满足精度要求的加工方式，因此本
文以铝合金薄壁结构零件的高速铣削加工为研究对象，旨在探究高速铣
削在零件加工中的应用及其加工效果，从而提高铝合金薄壁结构零件的
加工质量和生产效率。
二、研究的主要内容和思路
本文的研究内容主要分为以下四个方面：
1. 铝合金薄壁结构零件的加工特点及现有加工方法研究分析：介绍铝合金薄壁结构零件的特点和现有的加工方法，分析存在的问题和不足。
2. 高速铣削加工技术的研究：介绍高速铣削技术的基本原理和加工过程，并比较高速铣削与传统铣削的不同之处。
3. 铝合金薄壁结构零件的高速铣削加工实验：设计高速铣削加工实验方案，进行实验加工，记录加工参数和加工效果，并进行数据分析。
4. 铝合金薄壁结构零件的高速铣削加工优化研究：基于实验数据，对高速铣削加工中的加工参数进行优化，在保证加工质量的前提下提高
生产效率。
三、预期研究成果及其意义
本研究预期能够深入探究高速铣削在铝合金薄壁结构零件加工中的
应用和效果，通过实验数据的收集和分析，得出优化方案并进行实现，
最终提高铝合金薄壁结构零件的加工精度和生产效率。
同时，本研究结
果对于工业生产和科技发展都有重要的意义，为相关领域的工程技术提供参考，促进其科技进步和技术革新。
薄壁件铣削路径的研究现状
TECHNOLOGY FRONT薄壁件铣削路径的研究现状*沈阳理工大学机械工程学院 王志刚 王 凡 姜增辉随着走刀路径的不同，工件内原有的残余应力释放顺序也不同，同时由于加工中切削力与切削热的作用，产生新的应力，新应力与原有残余应力的耦合作用也不相同，从而造成工件变形程度不一。
因此对薄壁件铣削路径的研究是十分必要的。
Research Status on Thin-Wall Part Milling Path王志刚沈阳理工大学机械制造及其自动化专业硕士研究生，主要从事高速切削技术和加工工艺的研究。
薄壁零件普遍具有结构复杂、变厚度、曲面曲线结构多、协调精度要求较高等特点，目前此类零件都采用数控铣削的方法来加工[1]。
但在加工过程中由于零件刚度差等多种原因，容易产生变形，因而难以控制加工精度和达到较高的加工效率。
薄壁件的加工效率及变形误差，很大程度上取决于走刀策略。
随着走刀路径的不同，工件内原有的残余应力释放顺序也不同，同时由于加工中切削力与切削热的作用，产生新的应力，新应力与原有残余应力的耦合作用也不相同，从而造成工件变形程度不一。
因此对薄壁件铣削路径的研究是十分必要的。
路径规划特征及原则铣削路径是指铣削加工过程中刀具相对于被加工零件的运动轨迹和运动方向，即指刀具从对刀点开始运动起，直至返回该点并结束加工程序所经过的路线，包括切削加工的路径及刀具引入、返回等非切削空行程。
铣削路径也是编制程序的依据之一。
因此为了避免刀具位置和切削速度在加工中的突然变化，从而能够输出光滑、平顺的刀具路径，加工时刀具路径规划应遵循如下原则[2-4]。
（1）在确定铣削路径时最好画一张工序简图，这样可为编程带来不少方便。
铣削路径应能保证被加工工件的加工质量。
为了保证工件轮廓表面的表面粗糙度满足要求，最终轮廓表面应安排最后一次走刀连续加工出来。
（2）应尽量使走刀路径最短，减少空行程时间，以提高加工效率，合理选用铣削加工中的顺铣或逆铣。
薄壁铸铝合金高速铣削加工试验研究
理 论 ，研 发 ，设 计 ，嗣 遵
薄壁铸铝合金高速铣削加工试验研究
黄 晓峰
．
。
杨敏
．
：
( 1 盐 城 工 学 院 机 械 工 程 学 院 江 苏 盐 城 2 2 4 0 5 3 ：2 盐 城 市 产 品 质 量 监 督 检 验 所 江 苏 盐 城 2 2 4 0 0 3 )
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集三
3
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向铣 削 力 信 号
经 过 电荷 放 大 器 放 大 进 行 分 析 和 处
。
迹 和 编 程 方 法 其 高 速 加 工 的 参数 往 往 是 不 相 同 的 因 此
，
。
理 ；表 面 粗 糙 度 值 采 用 便 携 式 粗 糙 度 仪 测 量
、
生产率
，
，
通 过 测 力仪 和 粗糙 度仪测 量
a
。
高 可 以 对 复 杂 的 零 件 尤 其 是 薄 壁 零 件 进 行 加 工 降低 零 件 的 变 形 减 少 加 t 工 序 可 以 极 大 地 提 高产 品 的 质 量 和
，
，
定 铣 削 长 度 下 工 件 的 切 削 力大 小 和 表 面 粗 糙 度 值 试验装置 试 验 在 高速 加 工 机 床
主轴转速 范 围
10 0
，
～
2
效率
。
目前 很 多 企 业 都将 高速 加 工 应 用 于 薄 壁 件 的 生 产
一
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M ik r o
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U C P 7 10
进行
，
该机床
；
高 速 加 工 中 切 削参 数 的 选 择 是
项 非常重 要 的工 作 参
铝合金薄壁件的数控高速铣削试验研究
铝合金薄壁件的数控高速铣削试验研究作者：戴斌华来源：《科学与财富》2018年第02期摘要：本研究以B737-700梁间肋172A3406-2为例，对高速铣削条件下，分析结构和材料的工艺性，确定工艺方案，切削参数及主要工序分析，针对性的模拟和产品试验分析，得出薄壁铝合金结构件工艺路线应遵循原则等。
关键词：铝合金；薄壁；高速切削；工艺参数；工序分析一、典型试件加工工艺设计分析（一）零件的结构和材料介绍梁间肋，产品图号：172A3406-2，材料为7075- T7351预拉伸板。
产品结构：轮廓尺寸1480mmx320mmx41.2mm，其缘板厚度1.016mm，腹板厚度0.635～0.62mm，缘板与腹板之间筋条厚度1.016mm。
以腹板面为界两边的型腔侧面分别是开斜面和闭斜面。
（二）零件的结构和材料工艺性分析7075-T7351预拉伸板，抗抗拉强度572MPa，度屈服点503 MPa，延伸率10%，洛氏硬度度HRC85-94，单位力765.2N/mm，属于易削和产生积屑瘤。
零件结构刚性在精加工时明显不足，薄壁的变形和加工振颤须得到控制。
工艺方案应注意减少切削力和切削热而引起的零件变形；减少刀具的磨损。
在高温高速精加工型腔侧壁，尤其是闭斜角处，刀具的振颤问题是关键。
做好夹持和冷却。
1、工艺方案分析通过粗加工、半精加工来逐渐去除余量和释放应力，并通过对腹板两面的型腔对称加工来消化吸收应力变形的影响，在一次装夹加工中先内形后外形加工。
2、切削参数及主要工序工艺分析（1）切削参数的选择T—刀具寿命（分钟），取T=60（分钟），Ar—每齿进给量（mm）：精加工0.055-0.15；粗加工0.15-0.3；A。
—切削深度（mm）：精加工1-2；粗加工7-10；Ae—切削宽度（mm）：：精加工1-2；粗加工10-D/2；（2）主要工序工艺分析2.1两侧缘板高度铣削a、型腔粗铣：多层铣削减少变形，提高刀具耐用度仅底刃和刀尖角R3及稍长部分参与切削，侧刃很少参与切削，保证侧刃较少磨损，使粗铣和精铣可用同一把铣刀完成。
薄壁件铣削技术研究
ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｉ ｎ — ｗａ ｌ ｌ ｅ ｄ ｐ ａ ｒ ｔ ｓ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｏ ｂ ｊ ｅ ｃ ｔ ，ｔ ｈ ｅ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｅ ｔ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ＮＣ ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈ ｉ ｎ
了一 定的 参考 和依 据 。
关键 词 ： 数 控加 工 ； 薄 壁件 ； 铣 削技 术 ； 有 限元 分析 ； 加 工 变形 ； 刀具轨 迹
中 图分 类 号 ： ＴＨ １ ６ ２ 文献标 志 码 ： Ａ
Ｍ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎｇ Ｔｅ ｃ ｈ ｎｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｏ ｆ Ｔｈｉ ｎ 。 ｗａ ｌ ｌ ｅ ｄ Ｐａ ｒ ｔ ｓ
ｗａ ｌ ｌ ｅ ｄ ｐ ａ ｒ ｔ ｓ ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ＮＣ ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ，ｔ ｈ ｉ ｎ — ｗａ ｌ ｌ ｅ ｄ ｐ ａ ｒ ｔ ｓ ，ｍｉ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ，ｆ ｉ ｎ ｉ ｔ ｅ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ，ｍａ ｃ ｈ ｉபைடு நூலகம்ｎ ｉ ｎ ｇ ｄ ｅ ｆ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ，ｔ ｏ ｏ ｌ ｐ ａ ｔ ｈ
试 验
研 究
薄壁 件铣 削技 术研 究
赵 熹 ， 曹 岩
（ １ ． 陕 西 国 防工 业职 业技 术 学 院 ， 陕 西 户县 ７ １ ０ ３ ０ ０ ； ２ ． 西 安 工 业 大 学 先 进 制 造 工 程 研 究所 ， 陕西 西安 ７ １ ０ ０ ３ ２ ）
浅谈薄壁类零件高效铣削加工方式
其实对于曲轴零件，主要是起到承载负荷的作用，为了 满足现代汽车发动机品质需求，需要将其性能及质量不断提 升，为此对曲轴加工主要机床就提出了较高的要求。随着行 业不断地发展，一些新工艺和技术不断出现，象圆角滚压、止 推面挤压加工和内螺纹挤压加工等，这些工艺都需要相应的 设备支撑，如果一直使用传统的设备，那么一些问题就会逐 渐显现出来。因此对曲轴加工主要机床进行调整和升级非常 必要。另外，曲轴相关企业为了更好地满足发展的需求，获 得良好的经济效益，不仅对曲轴加工技术进行升级和更新， 对主要机床也进行了更新换代，保证曲轴加工的品质。
由于采用小切削量、高切削速度参数，使切削力相对减 少了 30% 以上，同时零件径向切削力的减幅会尤其明显，可 以有效减少日常的刀具磨损，提高刀具使用寿命。
式也可以减少垂直分力对进刀区域的压力，避免加工变形。
３ 典型薄壁零件铣削加工分析
３．１ 零件结构分析 图 1 为某薄壁板类零件，外形尺寸 239.4 mm×147.5 mm
２ 解决零件加工变形的有力措施
２．１ 刀具路径优化
通过实验论证可以发现，零件壁厚与零件整体刚性成正
比，即随着零件壁厚降低零件刚性也降低。而在机械加工中 均会随着不同程度得到切削振动，当零件刚性不足时，会加 速和加重这种切削振颤，极大地影响零件的加工精度和加工 质量。
为了使切削过程具备稳定性和可靠性的特点，保证加工 质量，一般普遍采用而且最为有效的方法就是从刀具路径优 化着手。主要方法有 ：第一，合理安排切削加工顺序，配合 粗、半精、精加工方式合理选择各个加工平面顺序，选择相 对尽可能少的走刀路径、换刀次数、装夹次数 ；第二，铣削 复杂型腔或镂空面积较大的零件时，可以先将零件未铣削部 分做为正在铣削部分的支撑面，这种分步铣削的方式可以有 效提升复杂型面的加工刚性 ；第三，在切削参数方面，采用 大径向切深、小轴向切深的分层铣削方式，特别是在一些深 腔底面和侧面加工中，采用高转速、小进给、小切削深度参 数设定的方式，可以有效提升切削加工稳定性，使刀具、工
高速铣削切削力与温度的分析的开题报告
高速铣削切削力与温度的分析的开题报告
1.研究背景及意义
高速铣削是一种快速、高效的加工方法，对于减少生产成本、提升加工效率具有重要的意义。
而高速铣削过程中，切削力和温度是两个非常关键的参数，其大小和变
化会影响到工件表面质量和加工效率，因此对于高速铣削切削力和温度的研究十分必要。
2.研究目的
本研究旨在通过实验和数值模拟的方法，探究高速铣削切削力和温度的变化规律，并寻找影响切削力和温度的因素，以求达到优化加工效率和提高产品精度的目的。
3.研究内容和步骤
本研究主要包括以下两个方面的内容：
（1）实验研究：使用高速铣削设备对不同材料的工件进行加工，在加工中实时
测量切削力和温度，并记录数据。
根据实验数据分析切削力和温度的变化规律，寻找
影响因素。
（2）数值模拟：基于有限元方法，建立高速铣削加工的动态模型，并利用模型
计算出切削力和温度的分布情况。
通过与实验结果的比对来验证模型的可靠性，同时
利用数值模拟进一步探究影响因素。
4.预期成果
本研究预期能够获得以下成果：
（1）获得高速铣削加工中切削力和温度的变化规律和主要影响因素；
（2）建立高速铣削加工的动态模型和高精度计算模拟方法，为优化加工效率和
提高产品精度提供技术支持；
（3）提出相应的优化方案，为实际生产中的高速铣削加工提供参考。
航空铝合金薄壁件铣削变形预测分析
航空铝合金薄壁件铣削变形预测分析
航空铝合金薄壁件广泛应用于航空航天、汽车和医疗器械等领域。
铣削是其中一种重要的加工方法，但会受到切削力和热影响等因素的影响而导致变形。
因此，对于航空铝合金薄壁件铣削过程中的变形情况进行预测分析具有重要意义。
本文采用有限元仿真法，以航空铝合金薄壁件铣削过程为研究对象，建立了切削力模型和温度场模型，并进行了变形预测分析。
具体步骤如下：
1.切削力模型建立：
根据铣削加工原理，利用切铣力系数辅助建立了切削力模型，将铣削力分为正向切削力和径向切削力两个方向。
其中，正向切削力是铣削过程中主要的切削力方向。
2.温度场模型建立：
将铣削过程中所产生的热源当成一个点热源，利用四元数旋转矩阵、显式有限元法并结合Johnson-Cook模型建立了航空铝合金薄壁件铣削过程的温度场模型，研究了铣削过程中的热影响。
3.应变分析：
利用ABAQUS有限元软件进行应变分析，考虑到热影响后，预测了航空铝合金薄壁件铣削过程中的变形情况。
结果显示，铣削过程中存在明显的变形现象，且其与切削力和加工参数相关。
4.分析与讨论：
从分析结果可以得知，航空铝合金薄壁件铣削过程中的变形与材料性质、切削力、温度和加工参数等因素相关。
其中，材料性质是影响变形的主要因素之一，而切削力和温度也有很大的影响。
在工程实际应用中，应根据具体情况选择合适的刀具和工艺参数，以最小化铣削过程中的变形情况。
复杂薄壁_薄板类零件高速加工技术初探_陈战士
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复杂薄壁、 薄板类零件高速加工技术初探
*+ ,@AB CDB *+ ,13 *+:13 :,6, :,:6 H:>6 :,:6 HG6 M NO :,6, H:76 :,6, H:G6 IJ0;01201KL JL34 IJ0;01201KL JL34 IJL12L;L IKL34 IJL12L;L IKL34 ./012034 ./012034 ./0120;0<= 76, >?, 766E7FG >F>E7:G 7?>E7FG 77?E6 : 7?,E6>, 89 57 89 56 89 >6 89 7, 89 5, 89 5, a ! "#$ %&’() 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56,
图 2 圆弧进刀
图 3 等高层切法
图 4 插铣法
②半精加工
半精加工要避免急剧的铣切运动 。
为避免过切， 不可采用螺旋或斜坡进刀。 半精加工和精
加工的切削用量， 一般应在保证加工质量的前提下， 兼 顾切削效率、 经济性和加工成本， 高速加工中其径向进 刀量应小于 6% ～8% 的刀具直径，且满足等量切削条 件。 ③精加工 精加工要避免急剧变化的刀具运动，
Study on High-speed Machining Technology of Complicated Thin-walled and Thin-veneer Parts
CHEN Zhan-shi, SI Xiao-mei, LIU Dong-xiao, et al.
（1. Luoyang Institute of Electro-Optical Equipment, AVIC, Luoyang 471009； 2. Wuhan University of Technology Huaxia College, Wuhan, 430223 ） The processing methods, processing parameters and fixture of complicated thin-walled and thin-veneer parts were pre－ ［Abstract］ sented. The problem of thin-walled and thin-veneer parts machining was solved. The machining technology will be used future. ［Keywords］ NC processing technology； high-speed machining； processing parameters； fixture
铝合金薄壁零件高速加工关键技术的研究
提高， 也节省不 了多少空程时间 ， 不仅在技术上实现困难 ， 对提高
生产率意义也不大。因此 ， 矛盾的主要方面已经转 向大幅度降低 下降 ； 随切屑带走大量加工产生的热量 ； 能获得更佳的表 面质量 ；
切削工 时， 只有 显著 提高切削速度 和进给速度 ， 才有可 能使 机床 在不受机床振动制 约的范围内加工 。 但是 ， 随着切 削速度的提高 ，
第１ 期
２１ ０ ０年 １月
文 章 编 号 ：０ １３ ９ （０ ０ ０ — １ ５ ０ １０ — ９ ７ ２ １ ） １０ ７ — ２
机 械 设 计 与 制 造
Ｍ ａ ｈ ｎ ｒ Ｄｅ ｉｎ ｃ ｉｅ ｙ ｓｇ ＆ Ｍａ ｕｆｃ ｕ ｅ ｎ ａ ｔｒ １ ７５
铝合金 薄壁 零件 高速加 工关键技 术 的研 究
康 文利 周 学辉 （ 华北 电力大学 ， 定 ０ １０ ） 保 ７ ０ ３ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｅ ｅ ｈ ｏｌｇ ｆＨＳＭ ｆ ｈ ｎ ｗａ ｌｄ ａｌｍ ｉｕ ａ ｌｙ ｐ ｒ ｓ ａ ｃ ｎ ｋ ｙｔｃ ｎ ｏ ｙｏ ｏ ｉ－ ｌ ｕ ｎ ｍ ｌ ａ ｔ ｔ ｅ ｏ ｓ
率。 数控机床及一切现代 自动化机床都是通过加快空程动作的速 常用切 削速 度大 致为 ： 合金 （０ ０ ７ ０ ） ／ｉ， 合金 （０ — 铝 １０ ￣ ０ ０ｍｍ ｎ铜 ９０
度和加工过程 的复合性 、 连续性 ， 减少换刀时间 、 换工件时间和调 ５ ０ ） ／ ｎ钢（０ ． ０ ０ｍｍ ｎ灰铸铁（０ ～０ ０ ｍｍｉ， ０ ０ｍｍｉ， ５ ０， ０ ） ／ｉ， － ２ ８ ０３ ０ ）／ ｎ进给速
÷ ｏ ｔｉ— ａｌ ｕ ｉｕ ｌ ｐ ｔ，ｏｓ ｓａｃ ｌｋ ｙｅ ｕ ｍ ｎ ｃ ｎ ｌ Ｈ Ｍ． ｆ ｈｎ ｗ ｅ ａ ｍ ｎ ｍ ａ ｏ ａ ｓｄ ｅ ｒ ｅ ｈＯｔ ｅ ｑ ｉ ｅ ｔｅ ｈ ｏｏ ｏ Ｓ ｌ ｄｌ ｌ ｙ ｒ ａｅ ｒ ｐ ｔ ｙ ｇｆ
高速铣削加工温度场建模及分析研究
Ｏ
ｎ
Ｋｅ ｒ ｓ Ｍ ｉ ｉ ｇ ｈ ａ ； ｅ ｔｄ ｓ ｏ ｔ ｎ； ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｅ ｄ； ａ ｔ ｅ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ： ｌ ｎ ｅ ｔ Ｈ ａ ｉ ｒ ｉ Ｔｅ ｅ ａ ｕ ｅｆ ｌ Ｈｅ ｔｓ ｒ ｓ ｌ ｔ ｏ ｉ
中 图分 类号 ：ＨＩ 。Ｋ １． 文献标 识码 ： Ｔ ６Ｔ ４３５ ２ Ａ
热量几乎全部被工件吸收， 这一部分热量对工件的变形影响 比较
大， 其在工件 内部产生热应力 ， 随着加工的结束 ， 工件 的热量不断
图 １车削加工中切削热分布
趋 于热平衡 ， 造成其 内部应力 也在 不断变化 ， 最终形成 了残余应
力 ， 工件 的整体结构发生变形 ， 使得 出现工件扭转 、 开裂等现象 ，
热源 Ｑ
图 ２车削加工切削热简化图
３ 解析法求解铣削热对 固定点温度影响
通常用来求解铣削加工温度场的方法是热源温度场迭加法 ，
是利用固体导热 形热和 己加工表面上的摩擦挤压变形热。因此 ， 可以将切削 区热 简称热源法。通过热源法解算铣削加工温度场 ， 经过迭加后解算 出复杂温度场。这种方法特 的产生划分 为三部分 ： 第一变形区（ 即剪切区 ） 切削热 、 第二变形 微分方程的热源解 ， 运用热源法 区（ 即刀具前刀面与切屑接触 区） 切削热和第三变形区（ 即刀具后 别适用于各种热源状态 的非稳态温度场 的分析计算。
ｓｅｄｍｌｎ ｒｃｓ ｔｍ ｅａ ｒ ｎｔｅｍ ｔｅ ｔ ａ ｍ ｄｌＴ ｄ ｒｓ ｔｅｍ ｔｓ ｎ ｅ ｒ ａｉ ｐ ｅ ｉｉｇｐｏｅｓ ｅ ｐ ｒｔ ｅｉ ｈ ａｈｍａｉ ｏｅ，ｏａｄｅｓ ｈｒ ａ ｓ ｅｓａｄｄｆ ｍ ｔ ｎ ｌ ｕ ｃ ｌ ｌ ｒ ｏ ｏ
ｈ ａ ｅｐｒ ｖｄ ｄ口ｔ ｅ ｒｔｃ ａ ｉ． ｖ ｏ ｉｅ ｈ ｏ ｅ ｉａ ｂ ｓｓ ｌ
型腔及薄壁类零件的高速铣削加工试验
扫码了解更多本文在介绍高速加工技术特点基础上，通过切削用量的选择和加工工序的排序，设计了铝合金材料型腔及薄壁类零件高速铣削加工试验，试验过程可分析出高速加工对于常规加工工艺的改进。
同时展示了高速加工的工艺特点及适用条件。
粗糙度仪：检测工件表面粗糙度（如T R200）。
并应用手机上的噪声测量A PP。
机床负载显示：控主轴及运行轴的负载状况（一般机床自带该功能）。
测量采用0～125m m游标卡尺及三坐标测量仪。
4.试验过程薄壁类零件在加工中经常会遇到变形问题，常规加工方法的“大切削量、慢走刀”切削方式造成零件表面大量的切削热无法被及时带走，残留在零件表面，使得零件易变形。
而型腔类零件在加工时受刀具、零件尺寸的影响，每次下刀的层切深度不宜太深，故常规加工工艺不适合型腔及薄壁类零件加工。
如图1所示的型腔及薄壁类零件由型腔、岛屿和小圆柱构成，其中型腔壁厚0.8m m、高20m m，小圆柱直径1.5mm、高20mm，两处侧向刚性很差，极易产生振颤，导致侧壁破损或圆柱折断，故常规加工工艺不适合该零件加工。
由于该类型零件的加工工艺限制了层切深度，为了提高加工效率并保证零件质量，采用高速加工是非常适合的选择。
此外，薄壳类零件的整刚性也较差，也很适合选择偏小直径刀具（刀具直径小于零件拐角圆角尺寸，且小直径刀具可减小工件底面的振颤），高转速、小吃刀量、大进给量的高速加工工艺。
高速加工工艺切削时产生的热量95%会由切屑和切削液带走，这样零件表面处于室温。
而且高速加工产生的切削力及切削图1 型腔及薄壁类零件尺寸表序号工序名1整体粗加工2槽区域粗加工3岛屿外形精加工4薄壁外形精加工5小圆柱外形精加工年 第9期图2 整体粗加工刀路图3 槽区域粗加工刀路图4 岛屿外形精加工刀具路径图5 薄壁外形精加工刀具路径图6 圆柱外形精加工刀具路径。
浅谈高速铣床薄壁加工技术
浅谈高速铣床薄壁加工技术摘要：高速铣床不但具有高的机床转速，而且在加工中工件的受力小、热变形小，因此，可以实现各种复杂零件的加工，对簿壁零件的加工有其不可替代的优势，特别是在薄壁镂空零件的加工中高速铣削加工尤其不可替代的优势。
关键词：高速铣床薄壁零件镂空加工随着装备制造业的不断发展数控加工技术已占有主要的地位，特别是在高精高效加工中有其广泛的应用。
而高精度、薄壁腔体零件在军事电子行业的应用越来越广泛。
1、高数铣削加工高速铣削加工其加工速度在10000～40000r/min，进给速度可达20～30m/min，这对于小直径刀具在使用过程中有益于减小刀具的磨损，提高刀具的使用寿命，这对于薄壁零件加工以及精密模具加工具有实际意义,高速铣削以其高的加工精度以及小的切削变形，在薄壁零件加工中是首选的加工方法之一。
2、镂空件的加工薄壁零件加工中的一种类型薄壁镂空零件的加工，其加工难度在于如何解决加工中工件的变形问题，下面以六面镂空零件的高速铣削加工揭示在高速铣床上进行薄壁镂空加工的方法。
图1如图1所示镂空零件的加工，需要引起重视的是加工中的变形问题，高速铣削加工具有较高的稳定性，可加工高质量的薄壁零件，采用分层铣削的方法，可切削出壁厚0.2mm，壁高20mm的薄壁零件，刀刃和工件的接触时间非常短，避免了侧壁的变形。
2.1 镂空件的形状特点图例镂空件从其形状上观察可以看出是一个六面加工零件，每层为深度10mm，单边余量为0.10mm的圆形腔体加工零件，从零件的实体图中不难看出，零件在加工时，切削余量大，局部连接面积小，很难保证加工中工件的正常夹持状态，同时，加工材料为钢件，外形尺寸为55mm×55mm×55mm尺寸大，极易变形。
2.2 镂空件的加工难点分析零件加工的难点在于加工中工件变形的问题。
使其产生变形的主要原因是来自于零件的形状要求，从里至外的全镂空形状，零件的单边壁厚小，难以保证实现刚性加工。
高速铣床薄壁加工技术探析
高速铣床薄壁加工技术探析【摘要】热变形小，精度高，受力小是高速铣床加工的主要特点，在薄壁加工中的应用较为广泛。
在机械设备逐步精细化发展的大环境下，特别在高精高效加工领域，薄壁加工技术的应有越来越广泛。
变形问题是薄壁加工的最常见的问题，长时间地困扰着薄壁加工技术的提升，而高速铣床的普及和应用，大大提升了薄壁加工的质量和效率，也是薄壁加工技术发展的物质基础。
【关键词】高速铣床；薄壁加工技术；探析高速铣床采用分层铣削的方法，刀刃和工件的接触时间较短，对薄壁工件的作用时间较短，能有效避免工件的变形。
同时，高速铣床加工的精细化程度也较高，能很好地满足工件精度、形状、尺寸的要求。
所以说，对工件的加工，高速铣床薄壁加工技术具有不可替代的优势，尤其是关于模具设计、电子行业、航空航天、军工装备的高精度、薄壁腔体零件。
一、高速铣床薄壁加工的简介高速铣削的进给速度为20～30m/min，其最低加工速度是10000r/min，最高可达40000r/min，可以进行铣孔、镗孔、钻孔和铰孔等工作，对复杂零件进行铣削加工时，工件或铣刀做进给运动，由于铣刀多刀刃且做旋转运动，加工范围也更广，效率也更高。
铣床可以加工阶台、特形面、平面、切断材料和沟槽等，平面包括斜面、垂直面、水平面，沟槽包括V形槽、燕尾槽、直角沟槽和T形槽等，不同的加工对象选择不同的铣刀，其加工方法也有所差别，平面加工的方法是铣削[1]。
对于周向等分的牙嵌轮、齿式离合器、花键、螺旋槽等，可辅助使用分度装置进行加工。
高速铣削加工能有效降低刀具的作业压力，减少磨损程度，提高刀具的使用周期，对于小直径刀具更是如此。
并且，高速铣削热变小、形受力、精度高，对于薄壁加工具有较高的实用价值，是薄壁加工的首选方法。
二、高速铣床薄壁加工的技术探析在薄壁加工中，镂空件的加工的难度最高，也最具有代表性。
本文以图1所示的薄壁镂空零件的加工为例来论述高速铣床薄壁加工技术。
图1在对薄壁镂空零件进行加工时，变形问题是最主要的问题。
石墨薄壁件高速铣削加工研究的开题报告
石墨薄壁件高速铣削加工研究的开题报告一、研究背景石墨薄壁件是一种应用广泛的材料，被广泛应用于航空、汽车、机械等行业中。
其具有重量轻、硬度高、耐磨损等优点，同时也有较好的导电、导热性能。
因此，对于石墨薄壁件的加工技术的研究具有重要的意义。
现代数控技术的发展，使得高速铣削技术成为了加工石墨薄壁件的重要手段。
本文将通过开展石墨薄壁件高速铣削加工研究，探究高速铣削技术在石墨薄壁件加工中的应用。
二、研究内容本文将围绕石墨薄壁件高速铣削加工展开探究，研究内容包括以下几个方面：1、石墨薄壁件的加工特性研究首先，本文将对石墨薄壁件的加工特性进行研究，包括石墨薄壁件的结构特征、物理性质、工艺特性等。
2、高速铣削技术原理研究高速铣削技术以其高效、精度高、表面质量好等优点，被广泛应用于各行各业的加工中。
本文将对高速铣削技术的原理进行研究，包括铣削力学原理、加工参数等。
3、高速铣削加工实验研究为了探究高速铣削技术在石墨薄壁件加工中的应用，本文将开展高速铣削加工实验。
实验将通过对不同加工参数的调整，探究不同条件下石墨薄壁件的加工效果，并得出加工最佳参数。
4、研究结果分析及展望在高速铣削加工实验结束后，我们将对实验结果进行分析，并做出相应的结论。
同时，展望石墨薄壁件高速铣削加工技术的发展趋势，为进一步的研究提供参考。
三、研究意义通过对石墨薄壁件高速铣削加工的研究，可以探究高速铣削技术的应用优势和技术难点，探索石墨薄壁件加工技术的优化方案，为石墨薄壁件的生产和应用提供技术支撑，并为石墨薄壁件加工领域的进一步研究提供借鉴。
同时，本文的研究也具有重要的理论和实践价值，在提高石墨薄壁件加工技术水平、促进制造业的可持续发展等方面具有积极意义。
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第
安 徽理工 大 学学报 （ 自然科 学版 ）
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＡｎ ｕ ｎｖ ｒｉｙｏ ｃｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌ ｇ （ ｔ ｒｌＳ ｉｎ ｅ ｏ ｒ ａ ｏ ｈ ｉ ｉｅｓｔ ｆＳ ｉｎ ｅａ ｄＴｅｈ ｏｏ ｙ Ｎａｕ ８ ｃｅ ｃ ） Ｕ
关键 词 ： 高速铣削 ｝ 温度场； 移动热源
中图分类号 ： Ｈ１ １４ Ｔ ６ ．
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： ７ １９（ ０）１ ０４ ４ １ ２ ０８２ ６０ ０１— ６— ０ ． ０
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｍ ｐ ｒ ｔ ｒ ｅ ｄ ｏ ｈ ｉ ｏ ｋ ｉｃ ｓ ｉ ｓ ａ ｃ ｎ Ｔｅ ｅ ａ ｕ ｅ Ｆｉｌ ｆｔ ｅ Ｔｈ ｎ Ｗ ｒ ｐ ｅ ｅ ｎ
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场 的解析 解 和数 值解 ， 出 了薄壁 件 高速铣 削 温度场 的计 算结 果 。 出 了在 高速 铣 削时存 在 二 给 得 次 效应现 象 ； 给速 度越 快 ， 进 温度 上升 的梯 度 和下降 的梯度 也越 大 。 为薄壁 件 高速铣 削温 度 场 的研 究和控 制 薄 壁件 高速铣 削热变 形奠定 了理 论基 础 。
计算法 ， 如有限差分法和有限元法 ， 文献［ —２ 应 １ ］
用 有 限元 法对 工件 内部温 度场 分布 进行 了分 析 ； 另
ｇ ａ ｉ ｎ ｎ ｈ ａ ｌ ｇ ｇ ａ ｉ ｎ ｃ ｅ ｅ ａ ｅ ｗｉ ｈ ｅ ｄ ｒ ｔ ｎ ｒ ａ ｉ ｇ Ｉ ｓ ｉ ｐ ｒ ａ ｔ ｔ ｓ ａ ｌ ｈ ｒ ｄ ｅ ｔ ａ ｄ ｔ ｅ ｆ ｌ ｎ ｒ ｄ ｅ ｔ ａ ｃ ｌｒ ｔ ｔ ｔ ｅ ｆ ｅ ａ ｅ ｉ ｃ ｅ ｓｎ ． ｔ ｉ ｍ ｏ ｔ ｎ Ｏ ｅ ｔ ｂ ｉ ｉ ｈ ｓ
在高 速 切削薄 壁 件 时 ， 削热 的但是切削热属于移动热源加热
问题 ， 目前 有 两 种 基本 计 算 方 法 ： 一种 是 采 用 数值
１ 高速铣削温度场解析解
１ １ 热流密 度计 算 ． 要 计算工 件 的温 度分 布 ， 首先 要计 算 切 削加工
ｎ ｍ ｅ ｉａ ｅ ｈ ｄ ｒ ｒ ｓ ｎ ｅ ｆ ｈ ａ ｔａ ｉ ｅ ｅ ｔａ ｑ ａ ｉ ｎ ｄ ｓ ｒｂ ｎ ｈ ｅ ｔｃ ｎ ｕ ｔ ｎ ｉ ｈ ｕ ｒｃ ｌ ｔ ｏ ｓ ａ ｅｐ ｅ ｅ ｔ ｄ ｏ ｅ ｐ ｒ ｉｌ ｆ ｒ ｎ ｉ ｌ ｕ ｔｏ ｅ ｃ ｉ ｉ ｇ ｔ ｅ ｈ ａ ｏ ｄ ｃ ｉ ｎ ｔ ｅ ｍ ｔ ｄ ｆ ｅ ｏ
Ｖｏ ． ６ ＮＯ １ １２ ．
Ｍ ａ ．２ ６ ｒ ００
∞ 卷 午 ３
第 月
朗
薄壁件高速铣 削温度场研究
黄 绍服 ， 李 君 ， 何 庆
（ 徽理工大学机械工程系 ， 徽 安 安 淮南 ２２０） ３ ０ １
摘
要 ： 用移 动 热源理 论 建立 了高速 铣 削薄 壁件温 度场 的数 学模 型 ， 究 了求 解 薄壁件 温 度 应 研
Ｈｉ ｈ Ｓ ｅ ｉｌｎ ｇ ｐｅ ｄ Ｍ ｌｉ ｇ
ＨＵＡＮＧ Ｓ ａ —ｕ ＬＩ ｕ ＨＥ Ｑｉ ｇ ｈ ｏ ｆ ， ｎ， ｎ Ｊ
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