基于铣削力突变的拼接模具硬态铣削工艺优化

针对刀具磨损过快和加工稳定性下降的问题,进行了淬硬钢Cr12MoV拼接模具铣削过程中铣削参数和路径优化的研究.通过试验研究揭示了刀具铣削方向、切削速度、进给速度及切削深度对拼接处铣削力突变的影响规律,并借助多因素试验得到了铣削条件对铣削力突变影响的主次因素.为降低铣削力突变对铣削过程的影响,以铣削力突变最小为目标进行了正交试验研究,并在此基础上得到了优化后的铣削参数组合.研究成果可为拼接模具铣削工艺优化提供有意义的参考.     

钛合金薄壁件铣削过程稳定域预测及验证

铣削过程中颤振的产生会导致切削力的幅值增大且波动加剧,进而使得工件的已加工表面质量降低。针对此问题,首先依据颤振稳定性解析算法,建立钛合金Ti6Al4V薄壁件铣削过程的动态铣削系统,得出稳定性叶瓣图;然后,采用有限元仿真与试验相结合的方式进行验证,结果显示稳定性分析结果与试验和有限元仿真结果具有很好的一致性,验证了叶瓣图的正确性。研究结果可以为钛合金薄壁件铣削加工提供理论基础,并设置合理的加工参数来避免颤振的产生,为钛合金薄壁件铣削加工提供理论依据及技术指导。     

考虑过程阻尼的切削稳定性建模与仿真分析

介绍了考虑过程阻尼影响的切削动力学模型,及切削稳定性解析求解方法;利用开发的仿真程序分别对车削和铣削的稳定性进行了仿真分析,模型与仿真程序的正确性得到了切削试验的验证。对比考虑过程阻尼影响前后的切削稳定性叶瓣图发现,考虑过程阻尼影响可显著提高低速区的稳定性极限值。考虑过程阻尼影响的切削稳定性仿真结果,可用于指导航空难加工材料的高效切削。     

基于Rényi熵的铣削过程稳定性预测研究

颤振现象会严重制约铣削加工的质量与效率。为实现无颤振高效铣削,提出了一种基于Rényi熵的铣削过程稳定性时域预测方法。即先用变步长龙格-库塔法求解铣削动力学微分方程,获得振动位移、切削力等时域信号;再计算仿真时域信号的Rényi熵并依据设定的颤振阈值确定给定切削条件的铣削稳定性。将仿真得到的稳定性叶瓣图与颤振验证试验结果进行对比,验证了所提出预测方法的正确性。     

基于球头铣刀刀具姿态的铣削稳定性影响机理分析

铣削颤振不仅会导致加工零件表面产生振纹，降低加工零件的表面质量，而且会加剧刀具的磨损和降低机床的寿命.针对加工过程中球头铣刀的刀具姿态对颤振的影响，构建刀具姿态影响下的铣削动力学模型，运用三阶牛顿-埃尔米特插值全离散法对铣削动力学模型进行求解，得到系统状态转移矩阵.用Floquet理论判断铣刀在不同刀具姿态下的铣削稳定性，构建球头铣刀的刀具姿态稳定性预测图.试验确定水平向上走刀方式稳定性最好，工件表面粗糙度最低，验证了稳定性预测图的有效性.     

Cr12MoV钢热变形行为研究

利用Gleeble1500多功能热力模拟试验机对Cr12MoV钢金属塑性变形抗力进行试验研究,实测了不同变形温度、变形速率、变形程度下Cr12MoV钢的变形抗力,分析了各工艺参数对变形抗力的影响．回归计算得出Cr12MoV钢再结晶激活能;利用最小二乘法回归出峰值应力、峰值应变与Z参数的关系．     

基于改进欧拉法的铣削稳定性半解析法预测

针对基于再生颤振理论构建的铣削动力学模型,提出一种基于改进欧拉法用于预测铣削稳定性的半解析方法。该方法首先利用改进欧拉法推导出传递矩阵,然后利用Floquet理论判断特定切削状态的稳定性,进而通过改变主轴转速和轴向切削深度获得铣削稳定性叶瓣图。与半离散法仿真结果对比分析发现,在保证预测精度的前提下,基于改进欧拉法的铣削稳定性求解方法计算效率更高。     

磷的非平衡晶界偏聚恒温动力学实验及计算研究

选用12Cr1MoV工业用钢,通过俄歇电子能谱分析方法(AES),对磷在1050℃固溶处理温度下,540℃恒温时效过程中的非平衡晶界偏聚浓度进行了测试,在国际上首次获得了磷在钢中的非平衡晶界偏聚动力学完整曲线,该曲线直接验证了由徐庭栋提出的非平衡晶界偏聚动力学理论模型.论文还进行了非平衡晶界偏聚动力学计算,求出了12Cr1MoV钢在540℃恒温过程中复合体的扩散系数Dc及磷原子的自扩散系数Di,并应用非平衡晶界偏聚动力学方程进行了动力学曲线模拟,拟合曲线与实验曲线符合完好.证实了非平衡晶界偏聚的空位-溶质原子复合体扩散机制.     

12Cr1MoV短期高温冲击断裂韧性及其参数的研究

针对实际运行中短期高温冲击对12Cr1MoV材料的断裂韧性及其参数的影响,根据实际工况温度的条件,对12Cr1MoV实施短期高温冲击,并通过裂纹张开位移(COD)三点弯曲实验的方法得出短期高温冲击后12Cr1MoV的断裂韧性及其参数.结果显示,经过短期高温冲击后的12Cr1MoV的材料与常温下所获得的断裂韧性及其参数具有较大的变化,说明短期高温冲击对材料的影响较大.     

金竹山电厂12Cr1MoV钢的θ法寿命研究

通过化学成分分析、常温拉伸试验、高温持久强度试验对金竹山电厂4号机组的12Cr1MoV钢进行试验研究.利用修正的θ法和多元线性回归方法求得材料的相关参数,建立12Cr1MoV钢在任意温度和应力条件下的蠕变曲线方程,从而对材料的寿命进行预测,与持久强度外推法相比,θ法可合理地外推更长的寿命.     

12Cr1MoV钢的可逆回火脆性非平衡晶界偏聚机制研究

根据实验获得的磷在12Cr1MoV钢中的非平衡晶界偏聚恒温动力学曲线,进行了12Cr1MoV钢的可逆回火脆性动力学研究.在P的偏聚过程、临界时间、反偏聚过程分别选取试样,对试样进行了系列示波冲击试验,测得了不同时效时间试样的DBTT值.实验发现该钢存在过时效现象,即钢材的脆性在开始时随时效时间的延长而逐渐增加,然后又逐渐下降。对材料的可逆回火脆性非平衡晶界偏聚(NGS)机理进行了分析,建立了12CrlMoV钢的可逆回火脆性NGS机制,并依此给出了一种预报和控制钢材晶界脆性的方法.     

锅炉受热面钢材离子硼钼共渗后耐磨性能试验研究

研究了电厂锅炉受热面常用合金钢12Cr1MoV表面离子硼钼共渗处理后,在300～450℃的耐热态飞灰冲蚀磨损性能.试验结果表明:经离子硼钼共渗处理后的12Cr1MoV耐磨性能有所提高,并且其磨损规律仍呈现热态规律.用电镜扫描(SEM)和辉光放电光谱分析仪对试件进行渗层分析表明,试件表面渗层的元素组成及其含量对材料耐磨性能有较大的影响.     

面向数控机床运行状态的切削稳定性预测研究

切削加工过程中出现的颤振失稳现象,是限制机床加工质量和加工效率的主要因素。传统切削稳定性预测模型大多基于机床静止状态下的动力学特性,并采用恒定的切削力系数表征不同的切削条件。但在加工过程中,系统动力学特性和切削力系数会随着主轴转速等影响因素而变化,导致预测的切削稳定性叶瓣图在实际工程运用中出现偏差。针对机床运行状态下切削稳定性的准确预测问题,提出一种切削稳定性叶瓣图修正方法。该方法以刀具系统动力学特性与切削力系数为研究对象,首先建立主轴转速样本信息,将考虑转速效应的主轴轴承运行刚度写入机床有限元模型中,获取刀尖频率响应函数及其对应的各阶模态参数,以此结合模态拟合法和插值算法重构任意转速下的刀尖频响函数,同时以各切削参数为变量构建切削力系数响应面预测模型,进而将与转速对应的刀尖频率响应函数和不同切削条件下的切削力系数作为传统切削稳定性预测模型的输入,并通过结合自适应粒子群算法共同求解各转速下的极限切削深度,从而在全转速范围内绘制切削稳定性叶瓣图。将该方法应用于1台3轴立式加工中心的实际工序中,采用多组预测的无颤振切削参数进行切削实验,并通过切削力信号的频谱分析判定切削过程中未出现颤振,验证了稳定性叶瓣图修正方法的有效性,为无颤振切削参数的合理选择奠定了技术支持。     

高速立铣3Cr2Mo模具钢切削力建模及预测

在五轴高速数控加工中心上，采用多因素正交试验法对3Cr2Mo塑料模具钢进行了高速铣削试验.基于概率统计和回归分析原理，建立了3Cr2Mo的铣削力预测模型，分别对回归方程和回归系数进行了显著性检验，并用实例对预测模型的精度进行了分析.通过正交试验直观图，可以看出铣削参数对铣削力的影响规律.为合理选择铣削参数提供了可靠的依据.     

铣削加工3维稳定性预测

传统的2维稳定性极限预测图反映不出进给量对切削稳定性的影响,针对这个问题,提出通过建立与进给量相关的切削力系数模型以反映进给量对切削稳定性的影响.该模型表示为以每齿进给量为变量的二次多项式方程.采用二次回归组合设计方法设计一组变进给量的中心复合试验,通过测量铣削力得到在特定切削条件下的切削力系数,根据最小二乘法估计回归系数.模型的可靠性通过其显著性检验证明,模型的预测能力通过预测铣削力和测量铣削力的拟合情况进行验证.基于该切削力系数模型,在稳定性极限预测中引入进给量因子,使2维稳定性图转化为3维稳定性图,表示出转速、进给量与临界稳定的轴向切深之间的非线性关系.     

模具材料在冲击载荷下磨损性能的评价与研究

以往对模具钢耐磨性的评价,大都采用摩擦偶件稳定接触的磨损试验方法。这种试验方法对模具钢的服役条件模拟性差。本文利用动载磨损试验机,对W18Cr4V和Cr12MoV钢在不同工艺条件下的抗冲击磨损特性进行了研究,并与高速钢制冷镦模具的实际应用效果进行了对比,发现实验室数据与现场应用效果吻合较好。同时结合磨损形貌的显微分析,对模具钢冲击磨损机理进行了初步探讨。     

锅炉异种钢焊接工艺的试验研究(ASTM213-T91、12CrMoV)

文章对ASTM 213-T91与12Cr1MoV异种钢焊接工艺问题进行了研究,通过对比试验和试验验证,提出了简单实用、可指导实际施工的焊接工艺.依据该焊接工艺,制定焊接作业指导书完成异种钢焊接的全过程.     

高速立铣3Cr2Mo模具钢切削力建模及预测

在五轴高速数控加工中心上，采用多因素正交试验法对3Cr2Mo塑料模具钢进行了高速铣削试验．基于概率统计和回归分析原理，建立了3Cr2Mo的铣削力预测模型，分别对回归方程和回归系数进行了显著性检验，并用实例时预测模型的精度进行了分析．通过正交试验直观图，可以看出铣削参数对铣削力的影响规律．为合理选择铣削参数提供了可靠的依据．     

铣削刀具系统稳定性分析方法与应用

铣削过程中的振动对产品质量有重要的影响。首先分析铣削振动和稳定性机理,建立刀具有限元模型。然后通过仿真模拟分析切削参数与刀具几何参数对刀具系统稳定性的影响,将有助于加工精度和刀具寿命的提高。     

Ti的添加对Cr12MoV钢力学性能的影响

为研究Ti的添加对Cr12MoV钢组织结构及力学性能的影响,利用真空感应电炉制备含Ti量0,0.1%,0.2%,0.3%,0.4%,0.5%的试样,借助光学显微镜和扫描电子显微镜分析试样的微观组织,电子万能试验机、摆锤式冲击试验机及洛氏硬度计测试试样的力学性能。结果表明:Ti的加入改善了Cr12MoV钢中碳化物的分布以及碳化物颗粒大小,提高了Cr12MoV钢的冲击韧性、抗拉强度和硬度。随着Ti含量的增加,Cr12MoV钢的抗拉强度和硬度有一定程度的提高,冲击韧性显著升高,当Ti含量为0.5%,冲击韧性达到11.3 J/cm2,是未添加Ti时的2.8倍。