调幅式振动刀柄的设计与有限元仿真分析

设计了一种调幅式轴向低频振动刀柄,分析了振动刀柄的整体结构布局及其工作原理.采用机床主轴旋转运动作为动力输入,带动正弦曲面旋转以实现振幅输出,基于两组正弦曲面相位差实现刀柄振幅调节.基于GH4169高温合金材料,运用ABAQUS有限元软件进行了三维钻削仿真试验,对比分析了GH4169高温合金在普通钻削和轴向低频振动钻削下轴向力和钻削扭矩之间的差异.结果 表明:GH4169高温合金轴向低频振动钻削可以降低最大轴向力约46％,降低最大钻削扭矩约73％,可显著改善钻削条件,提高孔加工质量.     

深孔镗杆在推镗和拉镗时的ANSYS受力分析

深孔镗削是提高深孔加工精度的一种方法,它能校正己有孔上的缺陷,如圆度误差、直线度误差,从而获得良好的几何精度和表面粗糙度。深孔镗削的加工方式、运动形式、镗刀的轨迹方程和对镗削的受力分析是深孔镗削加工中各不稳定因素的渊源,在深孔镗削过程中,运用合适的镗削方式可以减小切削系统的振动。针对多刃均布式深孔镗刀,在推镗和拉镗方式下进行受力分析,并利用PRO/E建立镗杆几何模型并生成中性几何文件,通过ANSYS有限元法,计算出推镗和拉镗时镗杆产生的挠度以及最大应力应变曲线,将二者结果进行比较,证明在细长管时拉镗加工的优势。     

GH4169高温合金电火花线切割加工质量预测研究

针对镍-铬-铁基高温合金GH4169电火花线切割加工质量预测问题,通过正交实验设计并结合方差分析,分析放电电流及脉冲宽度、放电间隙、管数、加工限速对GH4169高温合金电火花线切割加工表面粗糙度和线切割速度的影响规律。在实验数据基础上训练BP神经网络,建立脉冲宽度、放电间隙、管数、加工限速对表面粗糙度和线切割速度影响的预测模型,预测结果表明,将正交实验与BP神经网络融合应用在GH4169高温合金电火花线切割加工中,不仅减少了工艺参数优化选择的盲目性,也提高了加工质量的预测精度和效率。     

镍基高温合金锥面外圆车削表面粗糙度优化研究

以GH4169镍基高温合金外圆锥面车削加工为研究对象,通过正交实验的方法,研究切削参数对加工表面粗糙度的影响规律。并运用BP神经网络预测的方法建立了表面粗糙度经验模型。经过实验验证,该模型具有较好的预测精度。另外还对工件表面粗糙度与刀尖圆弧半径及切削深度的关系进行了研究。发现较大的刀尖圆弧半径能获得较小的表面粗糙度值,且增大刀尖圆弧半径可进一步减小切削深度对表面粗糙度的影响。该研究结果可为GH4169圆锥面车削加工提供技术指导和理论支持。     

镍基高温合金短电弧铣削加工性能与电极损耗规律研究

简述了短电弧切削加工技术中的新型铣削方法和短电弧数控铣削加工机床的加工原理。采用短电弧铣削加工方法加工镍基高温合金(GH4169),在不同电源放电参数下观察加工后工件的宏观组织、工件加工表面粗糙度、电极的损耗情况,测量工件显微硬度、观察加工波形图,初步得出在不同加工电源参数对加工工件表面质量的影响规律。实验表明:通过对加工后的工件宏观观察发现,工件表面粗糙度与放电占空比有关,结合采集到的放电波形可以总结出,占空比越大,表面粗糙度值越大;电压在小范围变化时电压对加工工件表面质量影响不大;离加工表面越近,显微硬度越高;电压越大,相对电极损耗比较小;通过调整电源参数可以得到满意的镍基高温合金(GH4169)的表面质量与较小的电极损耗。     

基于响应曲面法的GH4169铣削参数优化及实验研究

机械加工的表面质量会极大地影响零部件的使用寿命。该文以降低镍基高温合金GH4169加工过程中的表面粗糙度为目标，对镍基高温合金GH4169的铣削参数进行优化。基于响应曲面法分析了铣削参数(转速、进给量、切削深度)对表面粗糙度的影响规律，建立了铣削参数与表面粗糙度之间的二次多项式模型并进行了验证，确定了降低表面粗糙度的最优工艺参数组合。研究结果表明，当A=928.34 r/min,B=243.35 mm/min,C=0.2 mm时，粗糙度可达到0.143μm。采用最优参数组合进行加工实验，并对铣削加工后的表面粗糙度进行测量，得出粗糙度实测值与模型预测值的相对误差为0.2%,可见所建立的模型是准确的。可满足某些航空航天高精度零部件表面质量特性，因此该模型对GH4169铣削加工具有指导意义。     

镍基高温合金珩磨表面粗糙度研究

为探索镍基高温合金的珩磨加工性,进而实现镍基高温合金精密孔的高效加工,进行了GH4169定量进给珩磨试验,并对珩磨加工表面粗糙度进行了分析。结果表明：油石平均粒径及每往复进给量是影响珩磨表面粗糙度的显著因素（置信水平分别为99.5%及95%）,切向珩磨速度、轴向往复速度对珩磨表面粗糙度的影响不显著;减小油石平均粒径与每往复进给量后,单颗磨粒的平均切厚、珩磨表面粗糙度和工件表面的划痕沟槽宽度减小。     

磨削参数对GH4169高温合金磨削表面特征影响研究

采用单因素试验法,使用不同特性的砂轮进行GH4169高温合金的外圆磨削试验,研究了单晶刚玉砂轮和CBN砂轮对GH4169高温合金磨削表面特征中表面粗糙度和表面形貌的影响,分析了各磨削工艺参数对表面粗糙度的影响规律,并分析了单晶刚玉砂轮和CBN砂轮切屑的形态,还检测了磨削加工的表面形貌。结果表明：采用粒度为80、中软级、陶瓷结合剂的单晶刚玉砂轮磨削GH4169高温合金时,其磨削表面粗糙度较小,表面特征较稳定;磨削进给运动轨迹构成了试件已加工表面形貌轮廓的主要特征。在工件速度为8~21.66m/min、砂轮速度为15~30m/s、径向进给量为0.005~0.02mm、纵向进给量为1.3~3.6mm/r范围内,可以保证表面粗糙度Ra在0.14μm以内。     

高温合金超声振动钻削系统设计及试验研究

高温合金在普通钻削中加工困难,不容易获得好的表面质量,超声振动钻削方法可以改善孔的加工质量。首先,对超声振动钻削孔加工的工作原理进行介绍,之后设计装置并对其中的变幅杆进行三维建模,应用ABAQUS软件平台,对超声振动钻削的变幅杆进行模态分析,生成了各阶频率下的模态阵型,得出最优频率。最后,在最优频率下,对高温合金材料进行超声振动钻削实际加工。研究结果表明,和普通钻削相比,超声振动钻削可以使高温合金孔表面粗糙度降低,表面质量较好。     

硬质合金钻头绿色钻削镍基高温合金的试验研究

通过硬质合金钻头YG10在常规干钻削、气冷、低温二氧化碳(LCO₂)冷却三种绿色切削条件下钻削镍基高温合金GH4169,研究镍基高温合金的钻削性能和钻头磨损机理,旨在提高钻头加工寿命。通过分析不同切削条件下的钻头寿命、钻削力、钻削温度、钻头磨损形貌和加工表面粗糙度,结果表明,气冷与LCO₂冷却均能改善切削工况,降低钻削力和钻削温度,并延长钻头寿命。气冷切削和LCO₂冷却可使钻头寿命比常规干钻削分别延长33%和2.33倍。硬质合金钻头钻削镍基高温合金时对工况要求较高,不适宜工况的主要失效形式是崩刃甚至断刃,在工况适宜时的主要失效形式是黏结磨损。