基于边缘破碎挤压加工工程陶瓷挤压力的研究

工程陶瓷边缘碎裂与裂纹扩展是陶瓷加工研究热点之一,目前的研究都是围绕这如何在陶瓷加工过程中避免边缘碎裂和裂纹扩展,而文中的加工方法是巧妙利用工程陶瓷硬脆材料的这个特性进行挤压加工,系统总结和研究了挤压加工的理论基础,对Si_3N_4、Si C、Al_2O_33种工程陶瓷材料进行了单晶压痕挤压边缘破碎实验,并结合有限元仿真结果,探索了压头距离边缘距离、压头的加载速度、凸台宽度、凹槽深度和挤压力之间的关系。结果表明:在一定的加载速度范围内,挤压力与加载速度和凹槽深度成反比,与压头距离边缘位置和凸台宽度成正比。     

基于加工尺寸检测数据的刀具磨损及寿命研究

在对机械加工尺寸跟踪检测和对检测数据进行建模分析的基础上，提出对刀具磨损状况及寿命进行估计和预测的新途径；将加工质量控制与刀具监控统一起来，为自动化机械加工设备的换刀决策提供了一种新方法。     

基于刀具磨损的车削加工残余应力实验研究

通过车削实验测量刀具磨损不同阶段的加工残余应力和加工硬化层微观硬度,了解加工残余应力的分布和变化特点,并分析刀具磨损对车削加工残余应力变化的影响规律及原因。实验结果表明:车削加工残余应力在磨损前阶段变化缓慢,后阶段变化快速,变化趋势从拉-压应力混合状态过渡到纯压应力状态,变化速率和刀具磨损曲线不重合。     

CFRP切削加工中刀具磨损研究进展

从不同类基体材料的未涂层、涂层刀具2个方面,综述了CFRP切削加工用刀具的磨损部位及形式。现有研究均以宏、微观实验观测为主,宏观上,磨损位置以后刀面磨损及切削刃钝化最为常见;微观上表现为纤维硬质点与刀具间摩擦所致的磨粒磨损,随着切削温度、速度的提高,同时伴有粘着、氧化磨损。整体来说,金刚石类刀具耐磨性表现最佳,尤其适用于连续切削加工的场合。高强、高硬纤维高频刮擦作用下的磨粒、疲劳磨损仍是该类刀具磨损的主要威胁。当前所采用的辅助工艺(冷却气体、微量润滑、超声振动等)、涂层材料改性、微结构等方法,在一定程度上改善了摩擦条件,抑制了刀具磨损,但仍难以满足CFRP连续高质高效加工需求。可见,如何从微纳观多尺度方向深入研究金刚石类刀具的磨损机理及抑制策略,是CFRP高质高效加工的亟需。     

工程陶瓷精密加工的新方法

本文对工程陶瓷精密加工进行了系统的研究。根据大量的试验结果,分析了影响表面粗糙度的主要因素。当采用最佳切削参数时,可获得Rz0.074～0.068um的表面粗糙度。     

金刚石刀具加工陶瓷的合理参数探究

用数控钻床进行陶瓷打孔时,当转速达到一定值后,刀具会发生剧烈振动,导致金刚石刀片脱落并损坏刀具。为改善这一问题,选取φ24、φ60、φ90 mm三种刀具进行研究,得出其发生破坏时的转速范围。结果显示:打孔工序中,金刚石刀具的合理转速随刀具半径的增大而增大;φ24 mm的刀具其合理转速为1500~1650 r/min,φ60mm的刀具其合理转速为1650~1720 r/min,φ90 mm的刀具其合理转速为1700~1800 r/min。在转速合理的情况下,适当加大进给速度可以提高加工效率。      

利用切削加工的刀具磨损精细加工金刚石单晶

金刚石单晶(SCD)具有优越的特性，其硬度极高，作为切削刀具对其精密加工是必不可少的。SCD金刚石作为产品在实际中使用时，必须加工成要求的形状。为了获得SCD的块状模型，通常广泛采用金刚石粉末加以抛光，但这种方法既不经济又太费时。为了使微切削加工用SCD获得要求的形状，本研究则利用切削过程中的刀具磨损，通过实验探讨以铁基材料精密加工SCD。研究发现，铁基材料可去除和抛光SCD，尽管SCD的硬度远远高于铁基材料。对去除率进行了测定，所加工的金刚石表面粗糙度相当于工业加工金刚石，而且比激光加工表面粗糙度要好得多。     

基于细胞神经网络刀具磨损图像的预处理

提出了一种基于细胞神经网络的刀具磨损图像处理方法，通过设计细胞神经网络参数，运用细胞神经网络对刀具的二值图像平滑滤波，边缘提取，通过仿真证明该方法是有效的，由于细胞神经网络易于用VLSI实现并且并行处理速度快，因此该方法对刀具的磨损状态机器视觉检测中的图像处理具有实用意义。     

基于Lipschitz指数的刀具磨损补偿问题的研究

文章分析了金属切削加工过程中刀具磨损的规律以及在不同的刀具磨损阶段切削力信号的奇异性指数(即Lipschitz指数)的变化规律.根据这一变化规律对自动化生产过程中刀具磨损的补偿进行了规划.提出了刀具磨损自动补偿的实施方案.     

超声磨削工程陶瓷边界损伤试验研究

本文就工程陶瓷磨削时出现的边界损伤进行研究,定性分析磨削参数对边界质量的影响。试验发现:大切深磨削时磨粒对材料干涉较深,易引发裂纹,并且砂轮在进入磨削区的瞬间对边界材料施加了极大的挤压力,极易造成边界位置材料的压溃;大功率超声激励下,硬脆材料在一定范围内实现了脆-塑性域或塑性域磨削,超声磨削比普通磨削更能获得优质的边界;另外材料自身特性也是影响边界缺陷的关键因素,塑性好的材料磨削后其边界缺陷相对较少。最后提出了改善硬脆材料边界质量的措施。     

Development of new type of wear and crack resistant hardfacing electrode

By using H08A bare electrode and the coating fluxes of ferrotitanium, rutile, graphite, calcium carbonate and calcium fluoride, a new type of wear and crack resistant hardfacing electrode was developed. The microstructure and wear properties of deposited layer were studied by means of scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffractometry(XRD) and wear test. The results indicate that TiC particles are produced by direct metallurgical reaction between ferrotitanium or rutile and graphite during welding process. TiC particles with sizes in the range of 3 - 5μm are dispersed in the matrix of lath martensite and retained austenite. The deposited layer of the new type of hardfacing electrode possesses better wear and crack resistance than that of D618 and D667 hardfacing electrodes.     

面向工程陶瓷的单颗金刚石磨粒划擦磨损规律

为了研究工程陶瓷平面磨削中金刚石砂轮的磨粒磨损规律,制备圆锥形单颗粒金刚石磨具模拟实际磨粒切削刃。以金刚石磨粒的尖端圆弧半径表征磨粒切削刃锋利程度与磨削能力,并用圆弧半径的磨损规律等效描述切削刃磨损特性。采用基于扫描电镜与数据拟合的技术测量单颗磨粒金刚石尖端圆弧半径。运用单因素试验及正交试验分析了金刚石颗粒尖端形状、材料种类与加工参数对磨粒磨损规律的影响。实验结果表明,当顶锥角2θ为120°、磨削深度ap0.01 mm时,金刚石磨粒具有较高划擦寿命。各因素的影响主次顺序为:顶锥角>磨削深度>工作台速度。本研究为金刚石砂轮磨粒规格和磨削用量的选取提供了重要参考。     

基于有限元理论分析切削振动对CBN刀具磨损的影响

研究用CBN刀具切削钛合金Ti-6Al-4V材料时,切削振动对刀具磨损的影响情况。用有限元分析技术,设计正交试验,分析不同方向切削振动幅度和振动频率对刀具表面应力、刀具温度的影响,研究切削振动条件下的刀具磨损情况。有限元仿真结果表明:X方向振动对刀具表面应力和温度影响较小,且规律性影响不明显,因此X方向振动并未加重刀具磨损;Y方向振动对刀具表面应力和温度影响较大,刀具表面应力和温度随着Y方向振动幅度和频率增加而增大和升高,刀具磨损加重;当X方向和Y方向均存在振动时,刀具表面应力和温度也随着振动幅度和频率增加而增大和升高,刀具磨损严重。利用实际切削试验对有限元分析结果进行验证,发现振动对刀具磨损影响较大,与有限元分析结果基本一致。      

Experimental observation of tool wear in rotary ultrasonic machining of advanced ceramics

As one of the cost-effective machining methods for advanced ceramics, rotary ultrasonic machining (RUM) has attracted much attention and there exist numerous publications on the process. However, few investigations on tool wear in the RUM process have been reported. This paper, for the first time in literature, presents an experimental observation on tool wear in RUM of silicon carbide (SiC). It first reviews some related wear mechanisms for grinding wheels and some techniques for studying the wheel wear mechanisms. After describing the experimental procedures, it presents and discusses the results on tool wear and cutting forces in RUM of SiC. It also discusses some practical implications of the findings from this study.     

Effects of random aspects of cutting tool wear on surface roughness and tool life

The effects of random aspects of cutting tool flank wear on surface roughness and on tool lifetime, when turning the AISI 1045 carbon steel, were studied in this investigation. It was found that standard deviations corresponding to tool flank wear and to the surface roughness increase exponentially with cutting time. Under cutting conditions that correspond to finishing operations, no significant differences were found between the calculated values of the capability indexC _p at the steady-state region of the tool flank wear, using the best-fit method or the Box-Cox transformation, or by making the assumption that the surface roughness data are normally distributed. Hence, a method to establish cutting tool lifetime could be established that simultaneously respects the desired average of surface roughness and the required capability index.     

基于数字化逆向工程的模具快速设计

利用三坐标测量机，采用合理的曲线检测算法，将结果以ibl格式传给Pro／Engineer软件，利用Pro／Engineer软件的曲线编辑和造型功能，实现了电话机模具的快速设计。在模具制造中利用数字化逆向工程技术，可大大缩短新产品的开发周期，对快速响应市场产生显著效果。