SiCp/Al复合材料超精密车削仿真与试验研究

针对SiC_p/Al复合材料因脆性相SiC的加入而导致难以形成高质量加工表面等问题,采用分子动力学模拟和超精密车削试验的方法对SiC_p/Al复合材料纳米尺度材料去除过程进行研究,重点分析了单晶金刚石超精密切削SiC_p/Al复合材料中的加工表面形成机理、脆塑性转变以及刀具磨损机理。结果表明:高压相变是引起SiC_p/Al复合材料中SiC脆性材料的脆塑性转变的主要原因。随着切削深度的增加,SiC_p/Al复合材料中SiC颗粒加工方式由延性去除,到脆塑性混合方式去除,最后演变为纯脆性去除方式。SiC_p/Al复合材料中SiC-Al界面和Al基体存在,影响了SiC_p/Al复合材料中SiC颗粒去除的脆塑性转变机制。待加工表面上拉应力的存在会诱导微裂纹尖峰,是切削区域脆性SiC材料裂纹萌生的直接诱因。单晶金刚石刀具主要磨损机理为硬质SiC颗粒的磨粒磨损和切削诱导的石墨化。     

高体积分数SiCp/Al复合材料小孔钻削的试验研究

碳化硅颗粒增强铝基(SiC_p/Al)复合材料由于其优异的物理机械性能,在航空航天、汽车和电子封装等行业具有巨大的应用潜力。但SiC_p/Al复合材料可切削加工性差,切削时刀具磨损剧烈,加工表面质量难以满足生产要求,其推广应用受到了极大的限制。随着SiC_p/Al复合材料在高速车削、高速铣削、窄槽铣削等方面不断获得技术突破,小直径孔的钻削和螺纹加工技术成为产品研制和生产中的瓶颈。针对高体积分数SiC_p/Al复合材料2mm直径小孔钻削开展试验研究,采用金刚石涂层硬质合金钻头和啄钻工艺方法,研究钻削力、刀具磨损和钻孔质量,对比了干湿两种啄钻方法对钻削工艺的影响。     

难加工材料的高速切削与加工实例

通过分析难加工材料高速切削的特点，认为高速切削可以在一定程度上改善难加工材料的加工特性。在此基础上，介绍了难加工材料高速切削的基础技术，并给出了3种难加工材料高速切削的加工实例。     

高体积分数SiCp/Al复合材料高速铣削力影响因素研究

通过PCD刀具高速铣削高体积分数SiCp/Al复合材料试验,研究了铣削速度、进给量、铣削深度和铣削宽度对三向铣削分力的影响,并进行了SiCp/Al复合材料基体材料的铣削力对比.研究结果表明,进给量和铣削深度对三向铣削分力的影响较大,而铣削速度和铣削宽度对三向铣削分力的影响较小,并且SiC颗粒增加了材料的强度,使三向铣削分力数值增大.在只考虑控制铣削力大小的情况下应选取适中的铣削参数,如铣削速度、较大的铣削宽度和较小的进给量及铣削深度.     

硬态切削高强度钢表面完整性的研究

高强度钢45CrNiMoVA以其良好的力学性能,被广泛作为车辆悬挂系统弹性零件扭杆的材料。45CrNiMoVA是典型的高强度钢,属于难加工材料,扭杆在实际应用中通常经常承受大应力、应变、冲击影响,疲劳寿命成为影响其断裂失效的重要参数。表面质量能够影响材料的疲劳强度、磨损率、耐腐蚀性等特征。硬态切削可以有助于在简化加工工艺的同时,达到预期的表面质量。对于已知的各种参数,如切削速度、进给率和切削深度对表面完整性都有很大的影响。在本试验中,表面完整性主要通过表面粗糙度、残余应力、微观硬度等方面进行分析。     

基于有限元仿真的曲轴内铣加工参数优化

曲轴内铣技术因为其在加工质量和加工效率方面的优势被广泛应用于曲轴粗加工工艺上，但是内铣加工参数的选取缺少相应的标准及方法。通过有限元仿真建立曲轴内铣切削有限元模型，用仿真得到的铣削力进行曲轴变形仿真，从而预测曲轴轴颈圆柱度误差。研究发现:曲轴轴颈圆柱度误差随着刀盘转速增大而逐渐减小，且减小的速率逐渐降低。      

颗粒增强金属基复合材料切削过程仿真综述

回顾了近年来全球关于颗粒增强型金属基复合材料在切削过程中的一些仿真技术。切削模型既有二维模型也有三维模型,包括等效均质模型、微观模型和混合模型。仿真旨在预测切削力的大小,并研究界面失效、刀具—颗粒的相互作用、切削温度和加工次表面损伤等。本文重点介绍了上述建模方法的实现原理和关键技术,并对其优缺点加以评述。在此基础上,对颗粒增强金属基复合材料仿真技术的发展趋势做进一步探讨。     

基于人工神经网络的铣削加工变形预测模型

针对零件铣削加工变形难以在线检测的难点,提出了一种基于神经网络的加工变形在线预测方法,通过正交试验方法设计试验方案,进行了不同铣削参数条件下的铣削试验,以试验数据为训练样本建立了基于BP神经网络的铣削加工变形与铣削参数关系的预测模型。通过生产试验验证,此模型在样本参数覆盖范围内的模型精度可达99.56%、在覆盖范围外的模型精度高于95.47%,说明该神经模型能定量的反映出铣削参数与加工变形之间的关系。     

超高速切削技术及其新进展

阐述了超高速切削的概念、特点和发展这项技术的重要性,分析了超高速切削的技术体系、技术现状和发展趋势,并就我国发展超高速切削的基础关键技术进行了讨论.     

表面完整性对高强度钢疲劳寿命影响的试验研究

研究了高强度钢34CrNiMo6 的加工表面完整性对弯曲疲劳寿命的影响规律。疲劳试件的加工采用不同的切削参数,对加工表面完整性相异的试件进行疲劳试验。研究结果表明:残余应力是影响试件弯曲疲劳寿命的主要因素,残余压应力可获得高疲劳寿命;当表面粗糙度Ry >10 滋m 时,表面粗糙度对疲劳寿命的影响显著;加工硬化对高强度钢疲劳寿命有不利影响,疲劳寿命随表面硬度的增加而降低;采用小刀尖半径和低进给速度可提高高强度钢的疲劳寿命。