电解珩磨在深孔磨削中的应用

文中介绍了深孔电解珩磨原理，针对长径比L/D≥15，材质27SiMn煤矿液压支架缸筒零件内孔，实现电解珩磨。设计了直流电源及电解液供给两套设备，为了保证电解珩磨质量对其主要工艺参数，如电极间隙、电解珩磨压力、珩磨头、磨条特性和电解液的确定进行了理论分析和现场实验研究，取得了很好的效果。本课题在某煤矿机械厂完成，液压支架缸筒深孔进行电解珩磨，表面粗糙度达到R．0．025μm，精度为IT6，完全满足图纸要求，生产率大大提高，比普通珩磨效率提高20倍以上，而且珩磨头磨条损耗大大降低。     

珩磨轨迹的控制与优化北大核心

基于对四种不同形状缸孔的统计分析,对缸孔-活塞摩擦副的摩擦功进行仿真计算,发现腰鼓形缸孔所对应的摩擦功最小,且随着缸孔截面尺寸差异程度的增大而增大。对缸孔珩磨轨迹进行重构分析,揭示了分布轨迹中间密集两端稀疏的规律,提出了油石错位安装的珩磨头结构,以提高缸孔的形状精度。建立了珩磨轨迹分布与珩磨去除量的转换关系,基于对圆柱度的数值仿真计算,证明了该方法能有效控制并优化珩磨轨迹,提高缸孔的形状精度。     

微尺度铣削加工实验研究

影响微尺度铣削加工质量的因素中,工艺参数相对于其他动态变化的因素是可控的.针对微尺度铣削工程材料黄铜-68,基于所开发的微尺度铣削机床,应用Taguchi方法,通过实验的方法,以表面粗糙度作为加工质量评价指标,对工艺参数展开了研究.通过对实验结果的极差分析与方差分析,确定了3个关键工艺参数轴向切深、径向切深和每齿进给量对表面粗糙度的影响趋势.结果表明:径向切深对于微尺度铣削黄铜H68影响最大,其次是每齿进给量与轴向切深.本研究对于微尺度铣削类似的延展性材料提供了方法与工艺参考.     

高速精加工表面粗糙度值预测模型研究

通过试验设计的方法系统研究了高速加工中加工参数的合理选择对于零件表面质量的影响.建立了工件的表面粗糙度预测模型.实验结果表明:径向切深对粗糙度影响最为显著,每齿进给量次之,而轴向切深和切削速度影响不显著.但是轴向切深和切削速度是加工效率的保证.     

基于GRA-RSM的微铣削表面质量多目标参数优化

目的 建立表面粗糙度和残余应力的灰色关联度预测模型,确定微铣削工艺参数优化方案,在降低表面粗糙度的基础上,最大化减小残余应力。方法 首先,采用BBD试验方法设计三因素三水平微铣削试验,测量工件表面的表面粗糙度和残余应力;其次,基于灰色关联分析（Grey Correlation Analysis,GRA）方法,以表面粗糙度和残余应力的信噪比为性能指标,将多目标转化为单一目标进行优化;再次,在主成分分析的基础上,建立灰色关联分析与工艺参数之间的二阶回归预测模型;最后,利用响应面法（Response Surface Method,RSM）获得了最优参数组合。结果 构建的灰色关联度预测模型的平均误差为6.9%,优化结果提高了3.91%。实验结果表明,最优工艺参数组合为：主轴转速20 000 r/min,轴向切深60 μm,进给速度285.8 mm/min。结论 灰色关联度预测模型的拟合度良好,可靠性和准确性较高。基于GRA-RSM优化方法获得的工艺参数组合可以实现同时使表面粗糙度和残余压应力达到理想效果的最优解。     

超声振动辅助铣磨加工CFRP表面质量研究

为研究超声振动辅助铣磨加工(ultrasonic vibration assisted grinding,UAG)中各加工参数对CFRP加工工件表面粗糙度与形貌的影响,开展了转速、每齿进给量、径向切深的正交试验,并对粗糙度随每齿进给量和径向切深的变化趋势进行了分析。试验结果表明:转速、每齿进给量、径向切深中对粗糙度影响最大的参数为径向切深,影响最小的参数为转速;在转速8000r/min,径向切深200μm条件下,每齿进给量fz从5μm增加到8μm时,UAG加工方式下的工件表面粗糙度值增加了20.61%。在转速8000r/min,每齿进给量8μm条件下,径向切深ae从250μm增加到400μm时,UAG加工方式下的工件表面粗糙度值增加了27%。     

基于响应面法的Ni60/WC涂层表面织构皮秒分束工艺参数预测研究

目的 实现六分束激光在Ni60/WC涂层表面烧蚀目标织构激光加工工艺参数的精确选择。方法 基于CCD响应面法,设计在不同的激光工艺参数下对Ni60/WC涂层表面进行织构烧蚀试验,以激光频率、扫描次数、扫描速度为影响因素,以圆凹坑织构直径、深度及由其直径和深度综合加权所得的综合目标为响应目标,建立目标织构所需激光工艺参数的预测模型,以织构直径、深度及综合目标作为优化条件,对预测模型进行实验验证。结果 扫描次数对织构直径的影响最显著,单个脉冲光斑上所聚集的能量大小是影响织构直径误差的关键因素。对织构深度影响最显著为扫描次数和频率,织构深度与扫描次数、频率呈正相关,不同因素间的交互作用是影响织构加工结果的关键。通过对预测模型所优选的参数进行实验验证发现,以织构直径和深度、综合目标建立的预测模型优选工艺参数所加工圆凹坑织构的质量评价指标与其预测指标的误差率分别为19.37%、3.57%。功率为6 W时,六分束激光加工最优工艺参数为速度5 500 mm/s、频率400k Hz、扫描2次。结论 通过综合目标建立的Ni60/WC涂层表面圆凹坑织构六分束激光加工参数优选预测模型精确程度较高,能够实现N...     

微尺度铣削加工实验研究（英文）

影响微尺度铣削加工质量的因素中,工艺参数相对于其他动态变化的因素是可控的。针对微尺度铣削工程材料黄铜H68,基于所开发的微尺度铣削机床,应用Taguchi方法,通过实验的方法,以表面粗糙度作为加工质量评价指标,对工艺参数展开了研究。通过对实验结果的极差分析与方差分析,确定了3个关键工艺参数轴向切深、径向切深和每齿进给量对表面粗糙度的影响趋势。结果表明:径向切深对于微尺度铣削黄铜H68影响最大,其次是每齿进给量与轴向切深。本研究对于微尺度铣削类似的延展性材料提供了方法与工艺参考。     

钛合金TC18铣削表面粗糙度预测模型的研究

依据正交试验结果,利用线性回归分析方法,建立了硬质合金立铣刀铣削钛合金TC18材料时表面粗糙度的预测模型,并进行了该模型回归方程和回归系数显著性检验。该模型预测表面粗糙度具有可靠性:主轴转速和进给量对表面粗糙度的影响显著,而轴向切深和径向切深对表面粗糙度的影响不显著。     

端铣加工面尺寸误差预测

为了精确预测端铣加工面尺寸误差,利用铣削动态力卷积模型,引入表面生成窗概念,并考虑到工件与刀具的变形误差、机床空间误差与刀具偏摆的影响,建立了加工面尺寸误差预测模型。通过在铣床上进行实验,验证了该模型能够正确预测工件尺寸误差及其分布范围,且在铣刀轴向切深、主轴转速和进给速度一定的情况下,增加径向切深不会对工件尺寸误差产生显著影响。     

基于微切削模型的不锈钢研磨表面残余应力规律

目的 基于单颗粒微切削模型,研究分析研磨工艺对HR-2抗氢不锈钢工件表面残余应力的演化规律与产生机制的影响.方法 建立研磨磨粒单颗粒微切削残余应力数学模型,采用正交试验获得研磨工艺参数与表面残余应力大小、磨粒微切削切深和切向力回归方程,利用单因素试验对研磨工艺进行验证,获得研磨工艺参数对表面残余应力大小、表面磨粒切深和切向力的影响规律,并开展单因素试验结果与数学模型计算结果对比研究.结果 试验中,磨粒粒径从10μm变化为50μm时,残余应力从–130 MPa变化至–345 MPa;研磨压力从10 N变化至50 N时,残余应力从–135 MPa变化至–253 MPa;而转速的变化对残余应力结果的影响规律不显著.不同工艺参数试验中,模型所得计算值和试验值误差基本在10％以内.结论 根据正交试验结果和单因素试验得出,研磨工艺对残余应力影响的显著度从高到低为磨粒粒径>研磨压力>研磨转速,磨粒切深和切向力与残余应力关系显著,建立的单颗粒研磨模型可以预测不同研磨工艺参数条件下的残余应力产生规律.     

强力珩磨工艺在深孔加工中的应用

油缸、气缸的缸孔加工普遍使用的工艺有珩磨、滚压、旋压等。珩磨是磨削的特殊形式,加工的零件与油石之间作旋转和往复两种形式的复合运动,使零件内表面具有较低的表面粗糙度和网状细纹。而此种网状细纹可存润滑液,使零件的接触表面形成很好的液体润滑,减轻了运动表面的磨损。因此,我们认为珩磨是缸孔加工的理想工艺。我厂的油缸材料为27SiMn,硬度HB280左右,内孔公差0.005～0.025mm,直线度     

内孔光整可调珩磨头的理论分析与试验研究

目的：目前对内孔的珩磨加工,一种珩磨头只能加工一种口径的内孔,加工尺寸单一,适应性差。为了提高珩磨头的通用性,适应小批量、多规格珩磨加工,介绍一种尺寸可调的珩磨头。方法对珩磨头尺寸调节原理进行了介绍,并分析了珩磨时工件所受的珩磨力以及珩磨头的运动情况。用SolidWorks建立了装置的三维模型,并加工出了适应孔径为95~125 mm的珩磨头实物样机。通过对内径为φ98 mm和φ106 mm的不锈钢钢管进行加工实验,加工6 min后,获取了表面粗糙度Ra变化曲线和加工后的表面形貌。结果加工后φ98 mm管的表面粗糙度Ra值由2.174μm降低到0.869μm,φ106 mm管的表面粗糙度由1.582μm降低到0.758μm。加工后的工件表面变得光滑、明亮,表面形貌得到明显改善。结论珩磨头结构简单易于实现,在普通机床上即可使用,通过实验验证了装置的可行性。     

数控加工的铣削噪声建模

针对合金钢MAT125,采用多因素正交试验方法进行数控加工铣削噪声实验,并用逐步回归分析方法建立铣削噪声模型。对实验数据进行极差和方差分析,得出各因素对切削噪声的贡献大小依次为轴向切深、进给量、径向切深、主轴转速,显著性大小依次为轴向切深、进给量、径向切深,为数控加工切削参数的合理选择提供依据。     

PCBN刀具高速铣削TC4钛合金切削性能与工艺参数优化研究

针对钛合金TC4(Ti-6Al-4V)的加工特性,采用PCBN刀具,基于单因素试验,研究高速铣削条件下工艺参数对切削力、切削振动等的影响规律,提出综合考虑切削力、切削振动、表面粗糙度的工艺参数优选方法。研究表明:切削力和切削振动随切削速度v和每齿进给量f_z的增大呈现一定的波动,随径向切深a_e和轴向切深a_p的增大而增大,切削振动受切削力影响较为显著。考虑切削性能,以材料切除率为优化目标,以切削力、切削振动和表面粗糙度等为约束条件,建立工艺参数优选模型,可得到不同约束条件下工艺参数的优选组合。     

二维超声振动车削6061铝合金圆筒表面粗糙度研究

目的 研究分析二维超声振动车削加工中切削参数和声学参数对6061铝合金圆筒表面粗糙度的影响。方法 结合二维超声振动特性,建立二维超声振动车削表面粗糙度理论模型,采用四因素四水平正交试验,获得二维超声振动车削6061铝合金圆筒过程中切削参数和声学参数对工件表面粗糙度的影响规律,选取其中4组进行二维超声振动车削与普通车削对比实验,并通过白光干涉仪和超景深显微镜对加工后的工件表面进行观测。结果 正交试验结果表明,切深对加工表面粗糙度的影响不明显,超声振幅、转速、进给量对加工表面粗糙度的影响程度分别为84.35%、11.36%、4.29%。超声和无超声对比实验表明,二维超声振动车削相较于普通车削能显著降低车削表面的粗糙度,最大下降率为47.65%,最小下降率为11.27%;相比于普通车削加工,二维超声振动车削表面具有均匀分布的鱼鳞状微织构。结论 加工参数对表面粗糙度影响的显著从高到低为超声振幅>转速>进给量>切深,最优加工参数为f_r=0.15 mm/r、n=400 r/min、A=2μm、a_p=0.2 mm。采用二维超声振动车削的加...     

五轴联动铣削复杂曲面表面粗糙度研究

为了提高五轴联动铣削复杂曲面的加工质量,分析多切削工艺参数对表面粗糙度的影响至关重要。首先,通过单因素实验分析了各切削工艺参数对表面粗糙度的影响规律,基于模拟退火算法理论,分别建立了各切削工艺参数与表面粗糙度的一元关系模型;其次,通过对单因素实验数据进行归一化处理,为正交实验优选切削工艺参数区间;最后,通过正交实验,分别建立了基于模拟退火及传统最小二乘原理的表面粗糙度多元复合预测模型并通过实验进行验证。验证结果表明,所建立的预测模型能够为复杂曲面铣削加工优选加工参数提供更准确的指导。     

重型油缸侧缸BTA深孔套料加工刀具过度磨损崩刃的研究

深孔加工的BTA套料工艺方式,工艺系统是处于内、外切削液和切屑包容的环境中,系统的任何微小外扰,都会造成系统的失稳,引起钻杆振动和刀具非正常磨损与崩刃。通过分析高精度、重型油缸侧缸的BTA深孔套料工艺,提出工艺系统失稳的解决措施,通过实际生产验证了措施的有效性。通过工艺优选试切试验,找出适合重型油缸深孔套料的一些加工参数,对生产中类似工件深孔工艺参数的选取具有参考价值。     

激光表面织构微坑形貌及面积占有率对氮化气缸套摩擦学性能的影响

针对氮化气缸套由于自身存在表面应力高、易变形等使其难以满足高强化内燃机气缸套要求的问题,以氮化气缸套-PVD活塞环为研究对象,采用Nd-YAG脉冲激光器在氮化气缸套表面进行织构化处理,研究脉冲激光参数对气缸套表面微织构微坑形貌及面积占有率对摩擦副摩擦磨损性能的影响,并分析其影响机制。发现织构微坑直径随激光能量密度、脉冲次数、离焦量增加而增大,而微坑深度随能量密度、脉冲个数、离焦量的增加呈先增大后减小的趋势。不同面积占有率织构对气缸套-活塞环摩擦副均具有减摩耐磨作用,与无织构缸套摩擦副相比,微织构气缸套的摩擦因数降低10.07%～1.58%;磨损量降低26.71%～46.19%;微织构气缸套对应的活塞环试样磨损量降低10.12%～50.19%;微织构气缸套的拉缸时间提高了2.1～2.8倍。最低摩擦因数和磨损量及最佳抗拉缸性能均在面积占有率为10%的织构摩擦副获得。微织构改善气缸套摩擦副摩擦磨损性能的机制为贮存润滑油,减少摩擦副接触面积以及捕捉磨屑,减小磨粒磨损。获得了高强化条件下氮化气缸套织构化对其摩擦学性能的影响规律,可为开发高强度内燃机提供试验支持。     

15-5PH不锈钢深孔加工试验研究

针对民用大飞机的制造需求,开展了15-5PH不锈钢深孔加工的实验研究。运用极差分析方法,阐明了主轴转速、进给速度及孔深对出口处孔径偏差的影响程度和影响规律。并采用多元回归分析,建立了出口处孔径的指数预测模型。实验及分析结果显示,孔深是影响通孔出口处孔径偏差的主要因素。同时,通过对比预测值和实验值,验证了孔径预测模型构建的合理性和有效性。