临床外科手术中骨切削技术的研究现状及进展

对骨切削研究中的骨切削数值仿真本构模型、骨切削手术工艺及机理等方面进行了综述, 着重介绍了切削参数对骨切削的影响、骨切削刀具设计等, 并对医学领域新兴的超声骨切削技术进行了介绍和分析.最后得出应从以下方面完善骨切削研究: (1)骨切削数值仿真的本构模型有待开发; (2)构建系统的骨材料切削理论以解释骨材料切屑形态的切削机理; (3)骨材料切削刀具的开发需要进一步深化; (4)超声骨切削由于安全性高、损伤小、愈合快的特点将成为未来临床骨切割操作的发展方向和趋势.      

激光增材与精密切削加工铝合金技术的发展

基于现代机械制造中部件趋于轻量化、整体化的发展趋势,复杂的薄壁构件得到了大量的应用。针对铝合金薄壁零件激光增材与精密切削加工的零件表面质量不可靠的问题,笔者探讨了激光增材与精密切削加工铝合金的材料结构设计、材料应用、切削加工过程、加工质量和应力控制等方而的研究现状。通过分析和归纳,得出:控制好构件的冶金结合质量及致密度,以及解决逐层熔化堆积、循环加热冷却和切削加工过程中产生的应力积累效应等问题,可以有效提高铝合金激光增材与精密度切削加工的零件表面质量。     

旋切式PDC钻头切削结构设计研究

旋切式PDC钻头能很好地适应深部高塑性地层。为了研究旋切式PDC钻头的切削性能,基于试验和仿真方法,通过旋切式PDC钻头单齿破岩试验,分析了单齿切削过程中切削深度、切削角度和切削速度对切削力的影响,并通过数值仿真对单齿破岩试验所得结果进行验证,通过仿真分析了齿间距和齿形(锥形齿和圆柱形齿)对切削力的影响。分析结果表明:锥形齿最佳切削角度为20°,切削力和轴向力会随着切削深度的增大而变大;随着齿间距的增大,两齿之间的相互作用会减弱,切削力会逐渐与单齿破岩切削力相同,切削比功的变化规律与切削力的变化规律相同;锥形齿的切削力小于圆柱形齿的切削力,在切削过程中更易破岩。所得结果对旋切式PDC钻头切削齿的设计有一定的指导意义。     

铣削加工每齿进给量的决定因素研究及验证

研究了面铣刀的主偏角对切屑厚度和每齿进给量的影响,铣削中每齿进给量的决定因素,切削宽度与刀具直径的比值对切屑厚度的影响等问题进行理论分析,同时结合变速箱壳体铣削加工过程进行验证,解决了合理选择铣刀及切削参数以提升加工效率的问题。     

枞树型核电轮槽精铣刀制造技术优化设计

以枞树型叶根精铣刀为例,阐述了可换硬质合金型线刀体和刀片精铣刀的优化设计、制造工艺、建模及优化设计,进行切削过程加工策略优化和加工过程模拟,设计制造了锥柄专用工装及检测环规、磨削刀片后角专用工装,采用NUMROTO软件编制刀片加工工步。该项目研制的可换刀片精铣刀型线精度完全能达到进口铣刀水平,能满足大部分轮槽与叶根加工对型线精度的要求,可以大幅度节约刀具费用。     

铍铜合金断续切削后刀面磨损机理研究

目的研究断续切削过程温度变化对刀具粘结现象、涂层剥落和刀具磨损的影响。方法搭建了仿铣削加工的断续车削实验平台,采用热电偶法测量了断续切削过程中刀具后刀面在不同速度下的切削温度,利用带有能谱仪(EDS)的扫描电镜(SEM)观察后刀面随速度变化的磨损形貌并分析后刀面磨损区域的元素组成,阐述了后刀面温度和刀具磨损之间的联系,研究了Ti AlN涂层硬质合金刀具断续切削铍铜合金C17200时的后刀面磨损机理。结果随着切削速度的增加,刀具温度在v=500 m/min出现峰值,温度越高,后刀面的涂层剥落和粘结磨损现象越严重,涂层剥落和粘结磨损现象在切削速度为500 m/min时最严重,而后随着刀具温度的降低而减缓,切削速度600 m/min时的涂层剥落和粘结磨损现象相比500 m/min时有所减轻。结论断续切削过程中,刀具持续性地经受"负载-卸载"、"升温-降温"产生的高温、冲击和加工环境的不稳定性,是引起粘结现象、涂层剥落和刀具磨损的主要原因。涂层剥落和粘结磨损是导致铍铜合金断续切削刀具失效的主要磨损形式。     

不同弧电流对AlCrBN涂层结构和性能的影响

目的 提高涂层刀具在高速工况下的切削寿命。方法 利用电弧离子镀技术在高速钢试样块和刀具表面制备不同弧电流（60、80、100 A）的AlCrBN涂层。采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、轮廓仪、洛氏压痕仪、划痕仪、显微硬度计、球盘摩擦磨损试验仪和切削试验对涂层的微观结构和性能进行研究分析。结果 AlCrBN涂层的物相成分为固溶的fcc-(Cr,Al)N相以及少量的CrB2和fcc-BN相。随着AlCrB靶弧电流由60 A增至100 A，表面粗糙度Sq值由197 nm增至208 nm，Sa值由107 nm增至113 nm；显微硬度由3574HK0.05先增至3890HK0.05，再降至3209HK0.05；结合强度Lc2由57 N增至63 N，再降至55 N，均呈现先增后减的趋势。不同弧电流制备的AlCrBN涂层的磨损率依次为0.69×10-15、0.38×10-15、0.84× 10-15 m3/(N?m)，涂层的磨损机理均为磨粒磨损、粘着磨损和氧化磨损。切削结果显示，AlCrBN涂层刀具在切削速度VC为60 m/min和191 m/min条件下的切削寿命均高于AlCrN涂层刀具，且80 A条件下制备的AlCrBN涂层刀具切削寿命均最长，分别为9 m和6 m。切削速度60 m/min条件下的磨损机理：初期为磨粒磨损，中期为磨粒磨损和粘着磨损，后期为粘着磨损。切削速度191 m/min条件下的磨损机理：初期和中期为磨粒磨损和粘着磨损，后期为粘着磨损。结论 AlCrBN涂层刀具与AlCrN涂层刀具相比，切削性能更加优越，并且80 A条件下制备的AlCrBN涂层的综合性能最优。     

35CrMnSiA难加工材料切削加工性能研究

通过35CrMnSiA难加工材料切削加工试验,分析进给量f,切削深度ap以及切削速度vc的对切屑变形率的影响规律,对试验结果进行多元线性回归分析,建立切屑变形与进给量的f,切削深度ap以及切削速度vc的经验公式,并在显微条件下研究加工参数对切屑形貌的影响。研究结果表明:35CrMnSiA加工切屑呈锯齿形,属于挤裂切屑;随着切削深度ap的增加,变形率的增加趋势在逐步减少;试验所获得的数学模型具有参考价值和实际加工指导意义。     

ZL109铝合金车削表面完整性实验研究

设计了三因素四水平正交车削实验,综合运用极差分析、方差分析等方法,研究了切削参数对硅铝合金ZL109车削表面完整性的影响规律,得到了切削参数对于表面粗糙度、残余应力和显微硬度的影响程度和趋势,分析了ZL109车削表面完整性的形成机理,以期为切削参数优选提供实验和理论基础。研究结果表明,进给量f对表面粗糙度具有显著影响,切削速度v和进给量f增加会导致表面残余拉应力增大,显微硬度受切削参数的影响较小。