镍基高温合金深小孔的旋转冷挤压强化工艺优化

采用多级凸包硬质合金挤压工具对镍基高温合金平板中的深小孔进行旋转冷挤压及无旋转冷挤压(主轴转速为0)试验,研究了挤压率(2.4%,3.0%,3.6%)与主轴转速(0,66,200 r·min^(-1))对孔壁表面完整性及试样疲劳寿命的影响,确定了旋转冷挤压优化工艺。结果表明:与无旋转冷挤压强化工艺相比,旋转冷挤压强化后孔壁表面微裂纹较少,随着主轴转速的增加,微裂纹增多,表面粗糙增大,且相同主轴转速下,挤压率越大,粗糙度越小,表面硬度越高,残余压应力和压应力层厚度越大。优化旋转冷挤压工艺参数为主轴转速66 r·min^(-1)、挤压率3.0%,该工艺下的孔壁表面微裂纹少,塑性变形层较厚(约30μm),表层硬度提升(硬度峰值为515 HV),表面粗糙度较低(Ra为0.298μm),沿深度方向形成了厚度约为450μm、应力峰值为498 MPa的周向残余压应力层;在优化工艺下孔强化后试样的疲劳寿命约为未强化试样的6.6倍,疲劳裂纹源由孔壁表面向内部偏移了约45μm。

PVD、CVD涂层硬质合金刀片铣削2Cr13不锈钢磨损实验研究

2Cr13不锈钢是一种典型的难加工材料。在其铣削加工过程中,存在铣削力大、铣削温度高、加工硬化趋势强、切屑黏附性强、刀具磨损严重等问题。选用AlCrN(PVD)和TiCN-Al_(2)O_(3)-TiN(CVD)两款不同涂层的RCKT 1606圆形铣刀片,对2Cr13不锈钢进行铣削实验,并分析这两款涂层加工不锈钢的磨损性能及失效机理。结果表明:TiCN-Al_(2)O_(3)-TiN涂层刀片铣削加工10m以后,两个刀片的后刀面磨损量均超过了0.3mm,且切削刃发生崩刃失效;AlCrN涂层刀片铣削10m后,两个刀片的后刀面磨损量均超过0.12mm;在2Cr13不锈钢的铣削加工中,使用AlCrN(PVD)涂层可以有效提高刀具的切削寿命。

转子钢20Cr13表面硬质PVD涂层摩擦磨损性能分析

通过多弧离子镀与磁控溅射结合工艺在20Cr13表面分别制备CrN、TiN、TiAlCrN3种PVD涂层,研究3种涂层的摩擦磨损性能。结果表明,各类涂层均能提升基材性能,其中TiAlCrN涂层试样硬度较高(67 845 N/mm~2),CrN涂层试样薄膜结合力较高(30 N)、表面质量较优,TiN涂层试样对比另外两种涂层试样性能较差。TiAlCrN涂层试样摩擦因数较高(0.619),其硬度高、结合力好、耐磨损能力较强。在摩擦磨损试验中TiAlCrN涂层与CrN涂层表面所形成的耐磨、抛光作用的氧化膜增强了基底耐磨性能。综合考虑,TiAlCrN涂层为转子表面理想耐磨涂层。

聚晶金刚石刀具的制造及应用

以PCD刀具为研究对象,对刀具的概况、设计、制造、应用及现状进行了探讨,PCD刀具应用领域不断扩展,相关研究不断深入,产业链日趋成熟,给刀具的发展带来了机遇,但刀具寿命、生产效率、产品质量还有待提高,电动汽车的发展也给行业带来了前所未有的挑战。最后对行业的发展进行了展望。

基于Multisim10的数字时钟仿真探讨

随着电子设计自动化(EDA)技术的发展,开创了利用"虚拟仪器"、"虚拟器件"在计算机上进行电子电路设计和实验的新方法。学生可以在Multisim10软件中进行模拟仿真,避免了实际操作的繁杂和不便,同时节约了实验器材,有助于学生边学边用,从而学以致用。通过这个数字时钟的仿真,帮助学生认识其软件作用,深入分析其原理,帮助学生了解数字时钟工作原理。

中国制造业生产物流的现状研究与分析

介绍了现阶段中国制造业生产物流存在的主要问题,并提出了相应的解决方法。

压缩机转子铣削可转位刀片的磨损特性研究

螺杆转子作为双螺杆压缩机的核心部件,通过成型铣削加工而成,加工工艺属于大型、断续加工类型,刀片承受的切削力和冲击载荷很大,易产生磨钝、崩刃等失效形式。本文通过对比两种不同涂层刀片(CV_1:TiCN+Al_(2)O_(3)+TiN;CV_2:TiN+TiCN+Al_(2)O_(3))铣削加工阴转子的试验,得到磨损曲线和铣削过程中的换刃情况,并通过SEM和EDS得到CV_1和CV_2的主要磨损形式均为机械磨损和氧化磨损,CV_2出现了更严重的粘结磨损;CV_2与CV_1相比,前期耐磨性更好,后期耐磨性能较差;对两种刀片的磨损特征和寿命进行评估比较,得到CV_1切削刃使用效率和使用寿命分别为刀片CV_2的82.76%和82.74%,并获得了两种刀片的换刀频次,有利于后续加工中减少观察刀片磨损情况的次数,优化刀片使用方案,提升转子加工效率。

可转位波形刃铣刀片的铣削力试验研究

研究了可转位波形刃铣刀片的铣削机理,在相同条件下分别采用波形刃铣刀片和直线刃铣刀片对45钢进行了铣削试验。试验发现:波形刃铣刀片的铣削力比直线刃铣刀片低10%-20%。随后,采用正交试验研究切削参数对波形刃铣刀片铣削力的影响规律,利用线性回归法得到铣削力经验公式,通过极差分析法得出各试验参数对铣削力的影响程度,即每齿进给量对波形刃铣刀片铣削力的影响最大,其次为轴向切深和径向切深,最后是铣削速度,得出铣削力最小时所对应的切削参数,为波形刃铣刀片的高效使用提供了依据。

基于物联网的切削试验服务平台构建

国内刀具市场长期以来存在高端市场被跨国刀具厂商垄断的情况,而国内刀具企业大多不具备综合研发和配套技术服务的能力,切削刀具用户也不了解所购刀具的具体性能。针对国内刀具行业的现状,提出了基于物联网的第三方切削试验服务平台,该平台可以为刀具厂商和切削刀具用户实时提供第三方检测数据和刀具切削性能综合评价报告。

表面粗糙度对金属平垫泄漏率的影响

为探究金属垫片表面形貌对泄漏率的影响,通过三维形貌仪对不同表面粗糙度的Cu、Al和316L金属垫片进行局部扫描,构建出真实法兰垫片的微观接触模型。在此基础上,进行静力学和计算流体力学分析,通过对流体域设置不同的边界条件,考察不同介质压力下,表面粗糙度和接触压力对泄漏率的影响。仿真结果表明:3种材质的垫片均呈现表面粗糙度越大,则泄漏率越大的趋势;其中,Al垫片的泄漏率对表面粗糙度最为敏感,316L垫片的泄漏率受表面粗糙度的影响最小;当表面粗糙度一定时,施加的接触压力越大,泄漏率越低,但当接触压力达到一定值后,增大接触压力对降低泄漏率的影响将越来越小。

加工氧化锆陶瓷的金刚石涂层刀具的制备及切削试验研究

使用热丝化学气相沉积法(HFCVD)在硬质合金片以及球头铣刀表面沉积了微米金刚石薄膜(MCD),纳米金刚石薄膜(NCD)以及微米纳米复合金刚石薄膜(MNCD),通过扫描电子显微镜和拉曼光谱对其进行表征,结果呈现出典型的金刚石薄膜的性质,沉积质量高。金刚石薄膜与氧化锆陶瓷的摩擦磨损实验表明:金刚石薄膜能有效地降低对磨时的摩擦系数以及磨损率。使用三种金刚石薄膜涂层铣刀对氧化锆陶瓷进行铣削加工试验,结果显示:金刚石涂层刀具磨损率大幅度降低,刀具寿命显著增强。

车刀几何参数对高温合金切削力的影响规律研究

为了降低高温合金切削过程的切削力,采用有限元仿真与切削试验相结合的方法,研究了车刀的几何参数(前角、后角和刀尖圆弧半径)对高温合金切削力的影响规律;试验发现:在几何参数的研究范围内,随着刀具前角、后角和刀尖圆弧半径的增大,刀具切削力均呈现逐渐减小的趋势;由此获得切削力最小时的车刀几何参数:前角约4°,后角约14°,刀尖圆弧半径为1. 2mm。

不锈钢车削刀片槽型断屑仿真研究

在DEFORM-3D平台上仿真研究了刀片槽型的前角、反屑角和棱带宽度等几何参数对刀具切屑形态的影响规律,适当增大切深和进给量有利于槽型断屑,采用较小的棱带宽度和较大的反屑角以及前角能够提高断屑效果。通过切削奥氏体不锈钢(1Cr18Ni9Ti)的试验验证了有限元仿真模型的有效性。

铝掺杂对转子钢20Cr13表面PVD涂层防腐耐冲性能影响

为强化双螺杆压缩机转子表面防腐耐冲性能,本文通过多弧离子镀/磁控溅射复合工艺,在转子基材20Cr13表面分别制备CrN、TiN、TiAlCrN三类PVD涂层,研究三类涂层的力学性能及Al元素掺杂对硬质氮化物涂层防腐耐冲性能的影响。试验结果表明:CrN、TiN、TiAlCrN三类PVD涂层能够显著提升转子基材20Cr13表面硬度。通过Al元素的掺杂,涂层发生固溶强化,从而显著提升氮化物涂层的硬度,但TiAlCrN涂层孔隙率较高,耐腐蚀性能较差。TiAlCrN涂层由于硬度较高、薄膜结合力高,其耐冲蚀性能较好。

大批量微细刀具HFCVD涂层制备的温度场仿真与试验分析

采用热丝化学气相沉积法制备金刚石涂层微细刀具的过程中,刀具表面温度场分布的均匀性与稳定性对金刚石涂层的质量具有决定性的作用。本文采用有限容积法,对微细刀具表面沉积金刚石涂层过程中的温度场分布进行了仿真研究,采用Taguchi正交试验法考察了热丝直径d、热丝高度H、热丝间距D以及热丝长度L对温度场均匀性的影响,并获得了最优参数组合,即d=0.65mm,H=12mm,D=27mm以及L=160mm。对比仿真与实际测温试验结果,发现两者之间的偏差不超过4%,验证了仿真模型具有较高精度。采用仿真获得最优参数进行的沉积实验结果表明,放置在沉积区域不同位置的微细刀具表面均被涂覆了一层厚度均匀、组织结构良好的金刚石涂层,从而验证仿真结果的正确性。

修光刀片与切削刀片配比研究

本文通过分析修光刀片与切削刀片的作用,对修光刀片的修光刃长进行优化设计和改进。研究发现,降低每齿进给量及减少刀片数可解决刀片的非正常磨损,结合理论与实验发现,当精加工刀具修光刃刀片和切削刀片的配比为1:5时,刀具切削效果最佳。

前刀面槽型结构对D型刀片车削球墨铸铁性能的影响

通过切削力、磨损和冲击切削试验,研究了前刀面槽型结构对D型刀片车削球墨铸铁切削性能的影响。试验结果显示,刀具的第一前角对切削力的影响最大;在10°~15°范围内,刀具前角越大,切削力越低;棱带宽度大的刀片具有更加优异的耐磨损性能;具有正刃倾角的刀片显示出更优异的耐冲击性能。

金刚石涂层机械密封环的制备与抛光特性研究

为延长机械密封环的工作寿命,采用热丝化学气相沉积法在碳化硅陶瓷机械密封环工作表面涂覆具有耐磨减摩特性的、厚度30~50μm微米金刚石(MCD)、纳米金刚石(NCD)和微纳米金刚石(MNCD)薄膜。分析结果表明:MCD薄膜的拉曼光谱具有明显的多晶金刚石特征峰,NCD和MNCD薄膜的拉曼光谱中出现了代表石墨和不定型碳的G峰和D峰。利用平面抛光实验,对比MCD、NCD和MNCD涂层机械密封环后续处理的抛光特性。实验结果表明:MNCD涂层抛光效率高且耐磨损性能优异,其综合使用性能优于MCD和NCD涂层,更适合涂覆在机械密封环表面,以增强其耐磨损性能。

基于有限元仿真的聚酰亚胺切削参数优化

采用VUMAT子程序嵌入法,考察了聚酰亚胺高分子材料弹性变形阶段的应力-应变关系,并通过三维热-力耦合有限元模型分析了切削工艺参数对聚酰亚胺铣削过程中切削力、切削温度和切屑形态的影响规律。结果发现:随着进给量的增大,仿真的切削力、切削温度增加或升高,切屑的带状化程度变得严重。随后利用切削实验,验证了仿真模型的有效性与准确性,并获得了聚酰亚胺的最优切削工艺参数:进给量为0.20~0.30 mm/r。

铣削参数对高温合金GH4169低周疲劳性能影响研究

利用正交试验法,以不同的参数侧铣加工出9组疲劳试样,通过硬度仪与三维轮廓仪等测出试样表面质量参数,再利用疲劳实验机进行低周疲劳对比试验,最后使用SEM电镜对试样断口进行分析。疲劳实验表明:切削速度对低周疲劳寿命的影响变化最大,铣削深度次之,进给量的影响最小。试样在高于屈服强度的载荷的循环作用下,内部塑性变形,引起疲劳裂纹源的萌生和扩展是疲劳断裂的主要原因。同时建立了低周疲劳寿命关于铣削参数的数学模型,可用于估算低周疲劳寿命的长短。