超声滚压工艺对6061铝合金表层特性的影响研究

为了系统地探究超声滚压工艺对6061铝合金表层特性的影响,设计了三因素三水平正交实验,分析在不同超声滚压加工参数(主轴转速、进给速度以及往复次数)下对工件表面粗糙度、晶粒尺寸以及表面硬度的影响。结果表明:工件的表面粗糙度随着不同加工参数的增加先降低后增大;工件的表面晶粒尺寸随着主轴转速和往复次数的增加先降低后变大,进给速度对其影响较小;工件的表面硬度随着主轴转速和往复次数的增加先增大后减小,随着进给速度先减小后增大。在3个影响因素中,主轴转速对6061铝合金表面晶粒尺寸、表面硬度、表面粗糙度的影响最大,其次为往复次数和进给速度。     

冷滚打成形件表面鳞纹主要影响因素的仿真研究

针对冷滚打成形件表面存在的鳞纹缺陷,依据冷滚打成形的基本原理,分析了鳞纹产生的原因及主要影响因素;在Abaqus软件环境下建立了有限元仿真模型,仿真了顺打和逆打方式下,滚打轮公转速度和工件水平进给速度变化时鳞纹高度和鳞纹间宽的变化规律,以及相同滚打轮公转速度和工件水平进给速度条件下,不同滚打方式时鳞纹高度、鳞间宽度和截面形状的异同;在改装的实验设备上进行冷滚打成形实验,对工件表面产生的鳞纹进行测量,获得了鳞纹二维截面形状和鳞纹高度,与仿真结果相互比较,验证了有限元仿真的正确性,可为冷滚打成形技术中工件表面质量的控制和工艺参数的选择提供参考。     

大角度锥台单道次渐进成形工艺的研究

以大角度锥台为研究对象,通过单道次渐进成形试验,分析了工具头半径、轴向进给量、进给速度和主轴转速等对用成形角表示的成形极限的影响;分析了板材厚度对板材减薄率的影响。试验结果表明,影响该类零件成形极限的主要因素依次是轴向进给量、进给速度、主轴转速和工具头半径。板料初始厚度越大,允许的变形区厚度减薄越大。     

冷滚打成形件表面鳞纹表征参数的解析及修正研究

为了有效的控制其对冷滚打成形件表面质量的影响,对鳞纹的表征参数进行研究。依据冷滚打成形的基本原理,分析了鳞纹产生的原因;对不同滚打方式下鳞纹高度和鳞纹间宽进行理论解析,获得了其与滚打轮公转速度和工件水平进给速度之间的关系表达式;由于理论解析过程中没有考虑应变速率、滚打轮自转等因素的影响,计算结果误差较大,应用ABAQUS软件进行冷滚打成形仿真,根据仿真结果对鳞纹高度的表达式进行修正,使其能够更加准确地反映出不同工艺状态下的鳞纹高度。在改装的实验设备上进行冷滚打成形实验,对工件表面产生的鳞纹进行测量,获得了鳞纹二维截面形状和鳞纹高度,与理论计算结果相互比较,验证了修正后鳞纹高度表达式的正确性,可为冷滚打成形技术中工件表面质量的控制和工艺参数的选择提供参考。     

工程陶瓷主轴沟道表面磨削加工的实验研究

基于实验室自主设计研发的全陶瓷电主轴,利用曲线磨床对工程陶瓷主轴沟道进行磨削加工以及运用手工研磨的方法进行研磨。研究砂轮转速、工件转速、进给量、横向进给速度等磨削工艺参数对沟道表面粗糙度的影响,以及研磨工艺参数、磨料粒度、研磨时间、主轴转速对沟道表面轮廓度的影响。揭示了磨削参数与研磨参数对氧化锆陶瓷主轴沟道表面质量的影响,为硬脆材料高效的成型磨削加工提供参考依据。     

单晶硅微铣削塑性去除表面质量实验研究

以脆性材料单晶硅为研究对象,采用微铣削工艺技术,探讨单晶硅在雾性冷却条件下的塑性去除机理,研究不同切削工艺参数对单晶硅表面质量的影响,通过正交实验的方差分析得出,影响表面质量的主次因素依次为进给速度、铣削深度、主轴转速,获得的优化工艺参数即主轴转速为48 000 r/min,铣削深度为5μm,进给速度为20μm/s时,表面粗糙度最小,即表面质量最好。研究结果为脆性材料的塑性去除机理提供一定的理论参考和实验依据。     

Vit1块体金属玻璃微铣削表面粗糙度试验研究

为研究金属玻璃的微铣削表面粗糙度,采用直径为0.5 mm的双刃硬质合金微铣刀,在Vit1块体金属玻璃表面加工微尺度沟槽结构;以试件表面粗糙度Ra值为衡量指标,利用三因素五水平正交试验方法分析主轴转速、进给速度和铣削深度对微铣削表面质量的影响。试验结果表明:主轴转速对表面质量影响最为显著,而进给速度影响较小。对影响表面质量及形貌的原因进行了深入分析,其结果对研究Vit1块体金属玻璃的微铣削加工机理具有一定的借鉴意义。     

石英玻璃旋转超声铣削表面质量研究

探索了高频旋转超声铣削石英玻璃的工艺规律与材料去除机理,检测分析了加工表面粗糙度与表面形貌,借助Matlab平台建模仿真了进给速度和主轴转速对磨粒运动轨迹的影响规律,研究了进给速度、主轴转速、切削宽度以及切削深度对加工表面质量的影响规律与机理。进给速度增大会导致刀具上的单颗金刚石磨粒的切削速度增大,参与切削的摆线平面投影运动轨迹变长,使表面粗糙度随进给速度增加先增大后减小;表面粗糙度值随主轴转速的增大总体上呈现出先减小后增大的趋势,主轴转速为3 000 r/min时铣削表面粗糙度最小;表面粗糙度值随切削宽度增大先增大后减小,切削宽度直接决定相邻刀具路径对应加工区域重叠范围,进而产生不同的磨粒划刻加工叠加效果;随切削深度增大,表面粗糙度值呈现出先增大后减小再增大的趋势,铣削过程中超声振动与切削深度配合产生的近成形表面材料去除模式对表面质量具有关键性作用。研究工作可为石英玻璃旋转超声铣削加工提供一定的工艺基础。     

高速侧铣参数对7050-T7451铝合金表面粗糙度的影响

为提高航空结构件加工效率和表面质量,通过单一铣削参数实验,研究采用两种硬质合金刀具在高速铣削7050-T7451铝合金时,主轴转速、径向铣削深度、铣削进给速度等切削参数以及加工方式(顺铣、逆铣)对表面粗糙度的影响.分析表明:表面粗糙度随刀具尺寸和径向切深增大而增加,在铣削进给速度增加趋势下仅有较小波动,不受主轴转速直接...     

侧铣削参数对TC4钛合金表面粗糙度及材料去除率的影响

侧铣采用铣刀侧刃对工件进行铣削,是一种重要的数控加工方式,常用于直纹面零件.针对TC4钛合金的侧铣削加工,开展了主轴转速、进给速度、切削深度、切削宽度的四因素三水平正交试验,分析侧铣削参数对切削力、表面粗糙度及材料去除率的影响.试验结果表明,切削深度和主轴转速对切削力和表面粗糙度的影响较大,进给速度次之,切削宽度最小.切削深度和切削宽度的增大会显著提高材料去除率,在主轴转速为600r/min,进给速度为220mm/min,切削深度为5mm,切削宽度为0.4mm时,侧铣TC4钛合金的表面粗糙度质量较好且材料去除率较大.     

表面相互作用下表面形貌表征研究

研究了相互作用表面微观形貌三维功能参数表征问题,分析了相应的表征参数.这些表征表面功能特性的参数包括:实体接触面积比、开放空体面积比、封闭空体面积比.针对实际测量的表面,结合MATLAB数字图像处理详细给出了各参数的计算方法,并对不同结构的表面形貌进行了表征.结果表明:3种表面表征参数不仅能很好地鉴别粗糙度相近、结构不同的表面形貌,而且能够表征表面的功能特征.实体接触面积比可用于表示表面的支承性能,实体接触面积比大表明支承性能好;开放与封闭空体面积比同时给出表面承载能力和润滑性能信息.     

热水面面盖拉伸模曲面加工

介绍热水器面盖拉伸模的曲面构造及合理的工艺方案。     

曲面圆弧包络磨削表面粗糙度特性研究

对曲面磨削表面粗糙度成型原理进行了分析,得出曲面磨削时其表面粗糙度由磨粒划痕和砂轮两步距间的残留高度构成。探讨了其分布均匀性的原理,揭示了各参数对其均匀性的影响。通过砂轮进给速度的变速控制,可以降低约60%的表面粗糙度波动率。根据理论分析可知,在加工凹曲面时,其理论残留高度值约为凸曲面的两倍。实际加工时,采用较小的砂轮进给步距或砂轮圆弧半径可达到凸曲面的表面粗糙度效果。     

平面磨削工件表面波纹产生原因与预防

文中分析了平面磨削时工件表面波纹的类型与成因,并给出了相应的改进措施。     

光学表面X射线异常散射现象

研究了用掠入射散射法测量光学表面散射分布实验中存在的异常散射现象。首先,介绍了实验装置,并用原子力显微镜(AFM)测量了样品的表面粗糙度, 给出了工作波长为0.154 nm时不同样品在不同掠入射角下的表面散射分布。然后,分析了异常散射角与临界角的关系。最后,对影响散射强度的因素进行了分析。实验结果表明：当掠入射角大于临界角时能观测到光学表面的异常散射现象。在波长一定的情况下,异常散射角与样品材料有关,与掠入射角和表面粗糙度无关;异常散射角略小于临界角,误差变化为-8.6%~-0.9%。另外,镜像反射强度随着入射角和表面粗糙度的增大而迅速减弱,但异常散射强度与镜像反射强度的比值（峰值比）反而随着掠入射角或表面粗糙度的增大而增大,其比值在0.012~2.667变化。结果证明样品的材料和表面形貌是影响异常散射分布的两个重要因素。     

轴承滚道表面激光强化处理

利用CO2激光器进行GCr15制轴承滚道表面激光强化处理试验.用光学显微镜和扫描电镜对经激光表面改性后的显微组织和形貌进行分析.结果表明,选择合适的激光淬火参数,可以保证激光表面改性层有足够的硬化层深度(0.8～0.9 mm)、高的硬度值及更加细小的马氏体组织.     

基于映射参数分割的复杂曲面反求技术研究

主要研究复杂曲面的反求技术 ,提出了一种新的反求方法——映射参数分割法 :它将复杂曲面分为广义平面、广义柱面和广义球面三类 ,根据不同特征选择定义映射引导参数面 ;将曲面的检测点集映射到引导参数面 ,形成映射参数域并确定其取值范围 ,实现参数域、检测点集分块 ;通过最小二乘平面逼近 ,形成整体曲面的插值网格点 ,最终采用标准的 Bezier曲面方法实现复杂曲面反求     

氟金云母表面形成机理及表面粗糙度理论模型

根据车削动力学理论,先后求出前刀面和后刀面的接触应力,进而确定裂纹尖端应力强度因子;基于断裂力学理论,确定了尖端裂纹扩展角;分析表面形成微观机理,根据车削中刀具与工件的干涉关系,建立表面粗糙度理论模型,并利用被加工表面实际面积和投影面积比值K,提出脆性材料粗糙度理论修正模型;通过单因素氟金云母车削实验验证该模型精度。结果显示：随着切削速度、进给量和切削深度的增大,材料发生塑脆转变,表面粗糙度随着切削速度和进给量的增加先减小后增大、随着切削深度的增大而增大;在塑性去除情况下预测结果与实验值趋势相反,在脆性去除情况下理论预测值与实验值趋势相同。修正后粗糙度模型精度较修正之前明显提高,证明修正后模型是可靠的。     

三坐标测量机的测头半径补偿与曲面匹配

在非均匀双三次B-样条函数的基础上,导出自由曲面任意点的法矢量通用算法,进而提出自由曲面测头半径补偿公式;为了更好的消除自由曲面测量中的定位误差,提出了应用单纯形法,对测量原始点进行坐标平移和旋转变换,从而较好的解决了曲面匹配问题.     

曲面加工表面粗糙度几何仿真

目前采用高速铣削方式加工具有曲面结构的零件非常普遍,而在曲面加工的过程中几何因素对已加工曲面的表面粗糙度具有一定的影响。为了提高加工效率和加工质量,普遍的方法是采用仿真软件。文中以MATLAB为平台,构建双三次Bezier曲面的工件模型,并结合走刀行距和进给量以及切削速度等加工参数,对影响表面粗糙的因素进行分析,同时提出具体的仿真算法,并且在实际应用中加以验证。