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。

DLC涂层立铣刀的磨损形态及机理分析

利用DLC涂层刀具对碳纤维增强复合材料(CFRP)进行铣削加工,研究刀具的主要磨损形态及磨损机理,分析刀具磨损对铣削力和铣削加工质量的影响规律。结果表明:DLC涂层刀具主要存在磨粒磨损和涂层剥落等磨损形态,而树脂黏附主要出现在涂层剥落区;随VB值的增大,分层因子F_d逐渐增大,且刀具进入急剧磨损阶段,F_d呈快速增大趋势;随VB值的增大,切削力增大趋势较为平缓,当VB值超过62μm时,切削力出现较明显增大;切向切削力F_y对分层因子F_d的影响显著,当径向切削力F_x超过192 N时,F_x对F_d的影响显著增强。

淬硬轴承钢硬车削和磨削辅助加工技术研究

为提高轴承套圈表面加工质量及生产效率,在硬车削、磨削中引入了辅助加工技术。介绍热效应、冷效应、超声振动硬车削辅助加工技术,以及超声振动、冷效应、在线电解修整砂轮磨削辅助加工技术,分析了各辅助加工技术的优缺点,并展望了硬车削、磨削辅助加工技术的未来发展趋势。

不同致密度Ti-6Al-4V粉末冶金工件的表面形貌及粗糙度

研究具有不同致密度的Ti-6Al-4V粉末冶金工件表面形貌,分析切削参数和致密度对其表面粗糙度的影响。Ti-6Al-4V粉末冶金工件表面出现因材料内部残余微孔隙而引起的微孔隙缺陷,且微孔隙缺陷随着粉末冶金材料致密度的减小而增大。随着工件相对致密度的降低,工件表面粗糙度先增大后降低。利用3水平4因素正交试验研究切削参数与材料致密度对工件表面粗糙度的影响,工件致密度对表面粗糙度的影响程度最小,在实际生产加工中可以忽略。获得已加工工件表面粗糙度的最优组合:切削速度为30 m/min、进给量为0.05 mm/r、切削深为1.5 mm和致密度为98.80%。

Ti-6Al-4VHIP的显微结构对切削力与切削温度的影响

热等静压工艺作为一种近净成形技术,能够有效减少钛合金零件的切削加工工序。采用HIP方法制备具有不同致密度、显微组织和力学性能的Ti-6Al-4V HIP材料,研究其切削力和切削温度。随着HIP材料致密度的降低,其显微组织和力学性能导致切削力先增大后减小、切削温度先降低后增加,而其微孔隙的变化导致切削力和切削温度随着切削速度呈不同的变化规律。

带断屑槽的硬质合金刀具干车削40Cr钢的切削性能

采用带断屑槽的硬质合金刀具干车削40Cr钢,研究了此种刀具车削40Cr钢,刀具前后刀面的磨损机理,分析了切削参数(切削速度和进给量)对刀具寿命和切削温度的影响.结果表明:此种硬质合金刀具干车削40Cr钢的磨损机理为剥离磨损、粘结磨损、氧化磨损和微崩刃;随着切削速度的增加,刀具磨损率降低;低速时切削速度的增加,提高了切削温度,当切削速度大于120m/min时切削温度随之降低;进给量的增加,能够提高刀具断屑槽的利用率,减小切屑对刀具主切削刃的正压力,降低切削温度,改善进给量的增加对刀具寿命的影响.

热等静压工艺制备的Ti-6Al-4V薄壁筒的切削加工

为了能够提高钛合金薄壁筒的加工效率,利用热等静压工艺制备了两个具有不同结构的Ti-6Al-4V薄壁筒,研究了夹具、填充泥浆和筒结构对Ti-6Al-4V薄壁筒的外圆表面粗糙度和精度的影响。结果显示,Ti-6Al-4V热等静压薄壁筒经过切削加工能够达到精度要求,填充泥浆降低了弹性回弹,提高了薄壁筒外圆精度;筒结构的内圆环和粗大端能够提高刚度,有效降低了外圆表面粗糙度值;夹具尺寸误差对圆度和同轴度影响较大,较大的尺寸误差显著降低了筒的外圆精度。

电脉冲处理及其辅助金属加工技术研究现状

电脉冲施加于金属材料时会产生热效应与非热效应,两种效应的耦合作用能够促进位错移动和原子扩散,提高空位扩散的迁移率,导致金属材料的微观结构演变,形成电致塑性效应。从电致塑性效应的基本理论出发,综述了电脉冲处理调控金属材料组织结构的研究进展以及电脉冲在辅助塑性加工和切削加工方面的应用情况,指出未来研究重点应集中在电脉冲处理及其辅助加工中热效应和非热效应的耦合机理以及复杂结构零部件加工时的电流密度分布等方面。

基于实践观摩的机械制造装备设计教学方法研究

机械制造装备设计课程的知识面广、内容驳杂,对专业和实践知识要求较高,而地方高校本科学生生产实践经验的缺乏致使学生对机械制造装备设计课程知识点的接受能力低下、学习兴趣缺乏、创新能力难以培养。本文提出基于实践观摩的机械制造装备设计教学方法,期望通过实践观摩教学模式的实施,能够增加学生对于切削机床和机床夹具方面的实践经验,提高对知识点的接受能力,提升学生理论与实践的结合能力,培养学生的综合应用能力。

车削参数对高强度耐磨铝青铜表面质量的影响

铝青铜合金是一种难切削材料.采用YBC251涂层(TiN/Al2O3/TiCN)硬质合金刀具对一种高强度耐磨铝青铜合金进行干车削实验,利用数显显微硬度计和盲孔法分别测量了被车削工件的表面硬度和表面轴向、环向残余应力,表征了不同车削参数(切削速度、进给量和切削深度)对高强度耐磨铝青铜合金表面完整性的影响情况.研究结果表明:进给量对表面硬度的影响最大;中等切削速度条件下,形成的积屑瘤导致轴向残余拉应力和环向残余压应力随着切削速度的增加,分别呈先增大后减小和先减小后增大的趋势;在较低的切削深度条件下,刀尖圆弧导致表面硬度较低;在较低的进给量条件下,刀尖圆弧使环向残余应力表现出残余压应力.

Ti-6Al-4V锻件与粉末冶金材料切屑形貌的对比研究

利用热等静压工艺制备高致密度的Ti-6Al-4V粉末冶金材料,对比Ti-6Al-4V锻件和粉末冶金材料切屑的横截面形貌和特征参数,研究粉末冶金材料的残余微孔隙和显微结构对切屑形成的影响。结果表明:粉末冶金材料切屑锯齿状结构的高度和密度均小于锻件,粉末冶金材料切屑的分离频率小于锻件。

Ti-6Al-4V锻件与粉末冶金材料切削力研究

钛合金是典型的难加工材料,粉末冶金技术的应用能够明显减少钛合金材料的切削加工工序。对比Ti-6Al-4V锻件的切削力,研究Ti-6Al-4V粉末冶金材料切削力的波动特点及数学模型。Ti-6Al-4V粉末冶金材料的切削力不仅出现周期性的波动,而且存在剧烈的微波动。采用正交试验建立Ti-6Al-4V锻件和粉末冶金材料的切削力数学模型,经过检验,其模型能够准确地预测切削力的变化趋势。由两种材料的切削力数学模型得到:在切削Ti-6Al-4V锻件时,切削速度对3个方向切削力的影响最大;在切削Ti-6Al-4V粉末冶金材料时,进给量对进给抗力和主切削力的影响最大,而切深抗力受到切削速度的影响最大。

Ti-6Al-4V锻件和粉末冶金材料的切屑形成特性研究

为研究Ti-6Al-4V粉末冶金材料残余微孔隙对切屑形成的影响,对比分析其锻件切屑的剪切方向角φseg、突起角ρseg和剪切带处的平均剪应变γ_(seg)。结果表明:Ti-6Al-4V锻件切屑的剪切方向角φseg大于其粉末冶金材料;突起角ρse和剪切带的平均剪应变γ_(seg)均小于粉末冶金材料。

切削参数对Ti-6Al-4V锻件与粉末冶金工件表面粗糙度的影响对比

文摘表征了已加工Ti-6Al-4V锻件和粉末冶金工件表面形貌,利用正交回归试验得到了两种材料表面粗糙度值的数学模型,经过显著性检验两个数学模型能够准确地预测表面粗糙度值变化趋势。结果表明,Ti-6Al-4V锻件表面出现了进给划痕、切屑碎片和表面撕裂缺陷,粉末冶金材料表面出现了除了进给划痕、切屑碎片和撕裂外的微孔隙缺陷;两种工件表面粗糙度值均受到进给量的影响程度最大,同时粉末冶金材料内部残余微孔隙的存在导致切削速度对其表面粗糙度值的影响程度比较大。

切削参数对粉末冶金材料切屑形貌的影响

利用热等静压工艺制备了致密度为99.8%的T-6Al-4V粉末冶金材料,研究了切削参数对粉末冶金材料切屑形貌的影响规律。切屑卷曲半径随着切削速度的增加先降低后增加,随着进给量和切削深度的增加基本分别呈降低和先降低后增加趋势;切屑平均厚度随着切削速度、进给量和切削深度基本上均呈增加趋势。

钛合金表面自润滑耐磨复合材料涂层研究进展

自润滑耐磨复合材料涂层有良好的减磨耐磨性能,在材料的表面改性研究领域中发挥着巨大作用。为了使钛合金在使用寿命上能够获得较大程度的提升,利用激光熔覆技术向钛合金基材表面加入一定固体润滑剂和增强相颗粒,制备出的钛合金自润滑耐磨涂层可以显著提高涂层的耐磨性能以及减摩性能。基于国内外研究钛合金复合材料涂层的研究现状,阐述了钛合金表面耐磨复合材料涂层和自润滑涂层的耐磨损强化机理,讨论了自润滑涂层和耐磨涂层的材料选取方式。结果表明,新型固体润滑剂不仅可以降低材料表面的摩擦系数,而且因自身的化学惰性、适应能力强以及对环境污染小等特点,避免了传统润滑剂(润滑油、润滑脂)存在的缺陷;金属基陶瓷复合材料的综合性能更加显著,弥补了单一硬质相颗粒的不足,可作为耐磨涂层的重要组分。最后展望了该涂层未来的发展前景。

面向机械机构实例溯源的机械创新设计教学方法研究

面对国内外机械制造业日新月异、突飞猛进的发展势头,针对机械创新设计课程繁多的机械创新设计案例导致学生理解困难、学习兴趣严重不足的现状,基于地方高校的本科学生对科学研究工作了解情况缺乏的现实,提出面向机械机构实例溯源的机械创新设计教学模式,期望通过机械创新设计相关文献解读机械创新设计实例具体的构思过程,提升学生对机械创新设计实例的理解,激发学生的学习兴趣,提高学生对科学研究工作的了解程度,促进学生机械创新设计能力的提高。

基于学术探讨的机械制造技术基础教学方法研究

目前的机械制造技术基础课程的教学模式仍然以传统的课堂讲授的灌输式教学方式为主,不能够激发学生的学习积极性,不利于培养学生的创新精神、独立思考能力和科学研究素养。根据机械制造技术基础课程的内容和特点,以地方高校科学研究和实践教学的现状为切入点,研究了以激发学生学习兴趣、培养学生的科学研究素养、提高学生创新能力和独立思考能力为目标的机械制造技术基础课程的学术探讨教学模式。

刀具材料对CFRP齿槽加工质量的影响

采用硬质合金(YG6X)和PCD刀具分别对CFRP进行齿槽加工试验,探究刀具材料对齿槽加工质量的影响。结果表明:随着每齿进给量f_z的增大,撕裂因子F_(sl)呈明显的增大趋势;采用PCD铣刀铣制齿槽,其加工质量较为稳定,加工质量较理想。

Ti-6Al-4V粉末冶金材料切屑形成机理

根据粉末冶金材料残余微孔隙对锯齿状切屑形成的影响,对比了致密度99.4%和95.04%Ti-6Al-4V粉末冶金材料切屑的剪切方向角Φseg、突起角ρseg和剪切带处的平均剪应变γseg,提出粉末冶金材料的残余微孔隙不仅能够改善切屑剪切带的塑性不稳定程度,而且能够作为破坏剪切的裂纹源,对切屑的形成产生影响。