切削速度对某新型易切削钢切屑形态及加工表面形貌影响

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。

正交车铣已加工表面微观形貌仿真

为合理预测正交车铣已加工表面粗糙度,基于正交车铣运动原理建立铣刀底刃点的运动轨迹解析模型并验证其模型正确性,在此基础上提出车铣已加工表面微观形貌仿真算法并验证其可行性,仿真不同切削参数下车铣已加工表面的三维微观形貌、预测表面粗糙度值,分析其变化规律。结果表明:齿数和转速比对正交车铣已加工表面微观形貌和表面粗糙度的影响最大,偏心量、轴向进给量和切削深度对微观形貌和表面粗糙度的影响甚小。

清洁切削高温合金涂层刀具切削性能及加工表面完整性

针对高温合金高速干切削刀具磨损严重、加工表面质量差等突出问题,基于清洁切削技术,采用硬质合金涂层刀具进行高速铣削高温合金GH2132试验,研究干式切削、液氮不同喷射温度对涂层刀具切削性能以及加工表面完整性的影响规律,探究运用清洁切削高温合金来延长涂层刀具寿命和提高加工表面质量的可行性。研究表明:液氮低温切削GH2132时的切削合力随喷射温度的降低而增大,切削区温度在-150~-190℃喷射时已完全处于低温状态;随着液氮喷射温度的降低,刀具涂层剥落面积明显减小,且降低了黏结磨损和氧化磨损,在-150℃喷射条件下可获得较长的刀具寿命;加工表面粗糙度Sa在-30~-150℃喷射条件下获得较小值,随喷射温度的降低,加工硬化和残余拉应力分别增大和减小;与干式切削相比,液氮切削喷射温度在-150~-190℃下可显著延长涂层刀具寿命并提高加工表面质量。

刀具磨损对FGH96试件加工表面完整性及疲劳性能的影响

粉末冶金高温合金FGH96的切削加工性极差,加工过程中刀具磨损严重,直接影响零件的加工表面质量和疲劳寿命。采用涂层刀具车削FGH96试件,研究刀具磨损对FGH96试件加工表面完整性及疲劳性能的影响规律。结果表明,随着刀具磨损量(刀具后刀面磨损量)的增加,试件表面粗糙度Ra会随之增大,加工表面显微硬度则逐渐减小;加工表面残余应力均表现为残余压应力状态,且残余应力绝对值随着刀具磨损量的增加而增大;加工表面塑性变形层深度则随着刀具磨损量的增加而加深。同时,当刀具磨损量VB≤0.15 mm时,在试件表面完整性的综合影响下,试件的疲劳寿命下降幅度较小;当刀具磨损量VB>0.15 mm后,试件的疲劳寿命则急剧下降;因此,为保证FGH96试件车削加工后的疲劳寿命,车削刀具的磨损量VB应控制在0.15 mm以内。

数字图像技术在机械加工表面粗糙度检测中的应用

首先分析了常见机械加工表面粗糙度检测数字图像技术,其次分析了数字图像技术在机械加工表面粗糙度检测中的实际应用,以期为机械加工表面粗糙度检测提供参考。事实证明,图像采集、图像预处理、图像灰度化、图像降噪、小波分解等数字图像技术,均能够被应用于机械加工表面粗糙度检测,并且可以获得理想检测效果,从而及时发现和处理机械加工表面粗糙度不合格产品。

考虑高强度钢加工表面完整性的背应力能法疲劳寿命预测模型

循环应变能法从疲劳损伤机理的角度对疲劳寿命进行预测,能够很好地解释疲劳断裂行为,故得到广泛应用。然而,对材料整体性能的大量试验研究中常常不考虑加工表面完整性,从而影响了能量法的预测精度,为此提出一种考虑加工表面完整性的循环背应力能法疲劳寿命预测修正模型,通过引入残余应力随深度围成的面积作为影响因子来考虑加工表面层力学特征对总背应力能的影响,将微裂纹不扩展阈值作为影响因子表征表面层几何和组织特征对总背应力能的作用。研究结果表明:针对淬火回火前的重载车辆扭力轴高强度钢材料,考虑加工表面完整性的修正模型疲劳寿命预测误差分散带缩小38%,预测精度提高25%,与疲劳断裂后实时统计单周次循环背应力能密度的模型具有相同的误差分散带(1.25倍),克服了传统能量法需要在疲劳试验后才能进行寿命预测的缺点;针对淬火回火后的超高强度钢材料,考虑加工表面完整性的修正模型疲劳寿命预测精度从72.7%提升到了92.2%,克服了疲劳断裂后实时统计单周次循环背应力能密度预测模型的失效性,误差分散带从3.30倍降到了1.41倍;新模型提高了能量法在不同加工表面层特征的适用性,实现了面向服役性能的加工表面完整性评价。

数字全息技术的激光超精密加工表面检测研究

研究一种基于数字全息技术的激光超精密加工表面检测方法。使用数字全息技术生成激光超精密加工工件的立体像,将生成的立体像转化成激光超精密加工表面深度图像,利用二维Arimoto熵完成图像分割,提取出感兴趣的激光超精密加工表面缺陷目标区域,以此作为卷积神经网络输入层的输入数据,通过卷积神经网络模型构建和训练,实现激光超精密加工表面检测。实验结果表明:该方法生成的立体影像能清晰呈现激光超精密加工工件的结构和纹理特征,并且能提取完整的缺陷目标区域;在不同缺陷程度下,各工件加工表面检测效果均较为理想。

零件加工表面粗糙度的标注选择

表面粗糙度是指零件的加工表面具有的较小间距和微小峰谷的不平整度,表面粗糙度越小,表示加工表面越光滑。零件的表面粗糙度与其安装使用后的配合性质、耐磨性、疲劳强度以及电气性能等有着密切关系,对产品本身的使用寿命和可靠性有着重要影响。在零件设计图纸上,粗糙度一般采用Ra、Rz两种标注方式。

精密切削中影响零件加工表面完整性的因素分析

分析了精密切削中影响零件加工表面完整性的因素 ,分析了各因素对加工表面完整性的影响 ,指出刀刃几何形状、进给量、刀具磨损等对加工表面粗糙度影响最大 ,刀刃钝圆半径对加工表面的变质层的影响最大 ,从而合理地采取措施 ,改善零件的加工表面完整性。

高速硬切削加工表面白层形成机理研究

白层是高速硬切削的特有现象,对加工表面完整性和零件的服役性能有着重要影响。针对高速硬切削加工表面白层问题,进行了对GCrl5淬硬轴承钢高速硬切削试验和表面白层测试,研究了不同切削条件下的白层形成机理,分析了切削速度和刀具磨损状态对白层特征的影响规律。分析结果表明,白层厚度随切削速度和后刀面磨损的增大而增大,而其分布的均匀性和连续性也将变差;切削速度和后刀面磨损的增加引起切削温度升高,导致加工表面快速淬火效应,使得白层厚度增大,其中切削速度的影响较为显著;在切削速度较低(100 m/min左右)时白层的形成机理主要为塑性变形,切削速度超过300 m/min则主要是马氏体相变所致,而在中间切削速度(200 m/min左右)时为2种机理的混合作用结果。

SiC_p/Al复合材料高速铣削加工表面质量及切屑形成机制

使用聚晶金刚石(PCD)刀具,对碳化硅颗粒增强铝基复合材料(SiCp/Al)进行高速铣削加工,研究了加工表面质量及切屑的形成机制。结果表明:刀具进给波纹、工件材料塑性侧流、刀具-工件相对振动和增强颗粒去除过程留下的孔洞、微裂纹、基体撕裂等是SiCp/Al复合材料高速铣削加工表面的主要形成机制;增大切削速度、使用冷却液、降低增强颗粒体积分数、减小增强颗粒尺寸均有助于提高加工表面质量;切屑形态为不均匀锯齿状,增强颗粒体积分数、热处理状态等对切屑形成有显著影响,绝热剪切、孔洞/微裂纹动态形成和扩展是切屑的主要形成机制。

小波系数表征机械加工表面分形特征的计算方法

针对表征机械加工表面轮廓形貌分形特性,提出应用小波变换系数计算分形维数的算法。基于Majumdar-Bhushan分形函数构造典型曲线,采用工程常用的三种小波基函数,通过小波分解提取小波系数,并将在不同分解尺度和阶数下计算出的分形维数进行对比分析和验证,选择出计算分形维数精度较高的小波基函数和分解尺度。用该方法对车削和铣削加工的结合面实验试件表面形貌的分形维数进行计算,评价了表面形貌的分形特征。

IN718镍基高温合金电火花加工表面完整性初步研究

镍基合金具有优良的性能而获得广泛的应用,针对切削加工中存在的问题,采用与材料的力学性能无关的电火花进行加工,通过对其电火花加工实验,初步研究了峰值电流和脉冲宽度加工参数对加工表面完整性的影响规律。结果表明,表面粗糙度随峰值电流和脉冲宽度的增大而增大,与电极丝的运动方向无关。加工表面由微观组织规则的凹坑、熔滴和微小孔组成,加工表面无微观裂纹存在。显微硬度变化不大,无加工硬化现象。随脉冲能量减小,重铸现象减轻,加工表面完整性越好。

机加工表面轮廓的分形插值

机加工表面的多重尺度特征导致在一定分辨率测量条件下所测得的统计参数不能客观地反映被测表面的特征．为此，本文把分形插值理论引入机加工表面的研究，提出用分形插值函数模拟表面轮廓的方法．对车削和磨削的不同材料表面轮廓进行了分形插值模拟，并以实验所测轮廓为标准，系统地研究了影响其模拟效果的因素和影响规律．研究表明。

高速车铣已加工表面粗糙度的理论与实验研究

综合考虑了刀具几何参数、刀具与工件的相对运动以及切削用量对已加工表面轴向残留面积高度的影响,建立了高速正交车铣已加工表面轴向残留面积高度的理论计算模型和计算公式,并据此提出了已加工表面粗糙度理论值的计算方法.实验研究结果表明,理论轴向残留面积高度是影响实际高速正交车铣已加工表面粗糙度的主要因素.

刀具后刀面磨损量对切削力及加工表面粗糙度的影响

通过切削试验探索了在相同的工件材料、刀具材料、切削参数(切削深度、进给量)和不同的刀具磨损状态(后刀面磨损量)下,刀具后刀面磨损量(VB)对切削过程中的切削力及工件表面粗糙度的影响,并对这些影响的产生机理进行了讨论。

冷风切削加工对不锈钢加工表面的效果

对采用冷风冷却微量植物油润滑切削加工不锈钢零件的方法进行了研究。试验结果表明， 这种方法能延长刀具的使用寿命， 能抑制积屑瘤的产生， 提高加工表面精度， 可省去废液和废液处理系统， 有利于实现清洁生产模式和 Ｉ Ｓ Ｏ１４０００ 的要求。

干式高速车铣铝合金已加工表面形成机理研究

高速车铣加工是一种新的先进加工技术，可望在干式条件下实现回转体零件的高速切削。本文主要研究干式条件下高速车铣铝合金时已加工表面的形成机理及影响因素。

分形表征机加工表面有效性的方均根测度方法

为阐明方均根测度方法表征机加工表面的有效性,以结构函数测度方法为比较对象,对车削、铣削、磨削及砂纸打磨等不同加工表面进行了分形表征。研究表明,方均根测度方法的分形表征无标度区间宽,表征曲线线性度好,因而分形计算精度高;对采样频率的依赖性小,在计算过程中不会造成分形对象的信息丢失,因而分形表征的客观性好。另外,方均根测度方法还具有物理意义明确,分形表征简单直观等优点。方均根测度方法是机加工表面分形表征的一种较有效的方法。

冰洲石切削加工表面的形成机理

利用工业电视摄像系统对冰洲石的切削过程进行观察和记录。分析指出冰洲石的切削过程为脆性破裂过程。工件已加工表面通过2种形式的破裂而形成：沿解理面光滑平整的大块破裂；晶粒断裂引起的层状小块破裂。还研究了已加工表面下破坏区的特征。进一步指出，当切削方向背离破坏区扩展方向时，能得到较好的已加工表面质量。