干式切削20Cr表面粗糙度和残余应力研究

针对低渗碳钢20Cr材料制作齿轮轴等零件表面质量要求,如表面粗糙度低于1.6μm,零件表面耐疲劳性能良好。试验采用干式切削20Cr钢材方式,在背吃刀量固定的工序中,研究切削速度和进给量对20Cr材料表面粗糙度的影响,同时结合有限元技术,分析切削速度和进给量对20Cr表面残余应力的影响。干式切削试验采用单因素方法,进行多组干式切削20Cr工件,对比分析各组工件表面粗糙度,结果表明当进给量较小时,切削速度对工件表面粗糙度有显著影响,表现为表面粗糙度随切削速度增加而变大;当切削速度一定时,进给量增加导致表面粗糙度变大,并且进给量对表面粗糙度的影响大于切削速度;对于工件表面残余应力,增加切削速度和进给量均导致残余应力变大,因而较小的切削速度和进给量可以降低工件表面残余应力,改善应力分布状态。     

线切割参数对20Cr材料去除率的影响及预测模型建立

为研究中走丝条件下,电火花线切割参数对渗碳钢20Cr材料去除率的影响,设计多因素正交试验。采用极差分析方法对线切割参数脉宽、脉停、电流进行优化,并利用最小二乘法建立材料去除率预测模型。试验结果表明：对材料去除率影响最大的因素是电流,其次是脉停;材料去除率线切割参数最优组合为脉宽40 μs、脉停175 μs、电流6 A;通过最小二乘法成功建立了材料去除率理论模型。试验结果为提高实际线切割20Cr材料加工效率提供了理论基础     

基于Voronoi方法的梯度点阵结构力学性能的研究

通过设计不同梯度的结构，可提高点阵结构强度，改善其抗冲击、吸能减振等力学性能。利用Voronoi方法，在欧拉几何空间域内产生随机点，形成基本单元结构，并设定不同梯度单元结构的分布形式，最终生成具有不同梯度的点阵结构。共设计“向内”梯度和“向外”梯度两种形式，每种形式又分别设计了梯度等级为0.5、0.6、0.7、0.8和0.9共五个不同的点阵结构。当梯度等级为1时，是均匀点阵结构，即结构的梯度随等级变大逐渐呈现均匀化。利用Abaqus有限元分析软件对不同梯度的点阵结构进行压缩力学性能仿真分析。利用3D打印技术制备点阵结构，并进行力学压缩试验，验证有限元分析结果。有限元和压缩试验结果表明，与均匀点阵结构相比，具有梯度的点阵结构力学性能更好；在“向内”梯度点阵结构中，梯度等级为0.6的点阵结构力学性能最佳，具有很好的抗冲击和减振性能；“向外”梯度点阵结构中，梯度等级为0.8的点阵结构更有利于抵抗冲击力，起到吸能减振的作用；“向外”梯度点阵结构整体性能要优于“向内”梯度点阵结构。基于Voronoi方法设计的梯度点阵结构具有高强度、抗冲击和吸能减振等良好的力学性能，点阵结构的力学性能与梯度等级有...