基于独立分量分析理论的大块非晶合金切削信号检测

研究了在大块非晶合金切削力信号检测时利用独立分量分析法对检测信号进行去噪处理技术。在试验中，采用独立分量分析法对切削测量系统测量的大块非晶合金切削力信号进行迭代分离，从而提取出主切削力信号。并针对大块非晶合金在不同切削深度下的变形特征，运用扫瞄式电子显微镜观察了大块非晶合金的切削带特征。主切削力信号频谱的快速傅里叶变换分析表明，随着切削深度的增加，切削力信号高频部分的振幅越来越大，而大块非晶合金切削力信号高频部分是由切削带形成过程的特征引起的，并随着切削深度的增加而增加，且主切削力Fz 的频率为115 Hz。研究结果表明：采用独立分量分析法进行噪声分离后更能精确识别切削力信号中的主要信息，减少噪声造成的误判。     

Zr_(41.2)Ti_(13.8)Cu_(12.5)Ni_(10.0)Be_(22.5)大块非晶合金的切屑和切削力试验(英文)

为了解非晶合金的切削机理,对大块非晶合金Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10.0Be22.5进行了不同切削深度的切削实验,然后用扫描电镜、X光衍射仪和测力系统对切屑形态和切削力进行观察和测量。实验结果表明:Zr基非晶合金在受拉的时候,比全脆性材料有更好的塑性表现,其切屑形态独特且具有塑性剪切带特征;主切削力Fz随切削深度的增加而增长,但Fx和Fy则几乎没有变化。     

ZR41.2TI13.8CU12.5NI10.0BE22.5大块非晶合金的切屑和切削力试验研究

为了解非晶合金的切削机理,对大块非晶合金Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10.0Be22.5进行了不同切削深度的切削实验,然后用扫描电镜、X光衍射仪和测力系统对切屑形态和切削力进行观察和测量。实验结果表明：Zr基非晶合金在受拉的时候,比全脆性材料有更好的塑性表现,其切屑形态独特且具有塑性剪切带特征;主切削力Fz随切削深度的增加而增长,但Fx和Fy则几乎没有变化。     

大块非晶合金车削力特性试验

非晶合金具有独特的非晶体结构,其力学特性与传统金属不同。为了了解大块非晶合金的切削力特性,对Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10.0Be22.5进行车削实验并采集切削力信号;然后通过小波分析对切削信号进行处理,从而得到非晶合金的车削力特性。结果表明:切削力信号能量随切削参数增加趋向于低频分布,大块非晶合金车削变形机理呈现为微观脆性断裂。     

Fe基非晶态合金切削性实验研究

通过与45钢对比,分析了Fe基非晶合金在不同切削速度和切削深度的交互作用对主切削力和切削合力的影响,结果表明:在相同切削参数下,Fe基非晶合金主切削力小于45钢,而切削合力却大于45钢,切削力都表现出随着切削速度的增加逐渐减少,以及随着切削深度的增加均匀增大的趋势。研究发现切削速度在80 m/min下产生的切屑晶化程度多达52.5%,认为Fe基非晶合金锯齿状切屑的形屑机制为局部突变性剪切,在切削速度为60 m/min时切屑的片状结构中会出现大量微孔洞,而切削速度达到80 m/min以上时,黏滞流变会增加,微孔洞数量减少。     

Zr基大块非晶合金铣削力实验研究

为了了解非晶合金的切削力学特性,以Zr基大块非晶合金和45钢为对比试样,通过正交实验探明非晶合金的铣削力特点以及铣削参数对切削力的影响,并利用线性回归方法建立了实验条件下的铣削力经验公式。实验结果表明:非晶合金Y轴铣削力最大,X轴最小,而且Y轴铣削力受铣削参数变化影响最大,其次为X轴,Z轴则几乎不受影响;轴向切削深度和径向切削深度对铣削力的影响明显,进给量和切削速度的影响较小。     

单晶γ-TiAl合金纳米切削过程声发射响应的原子模拟

本工作采用分子动力学方法研究了单晶γ-TiAl合金纳米切削过程的声发射响应。从原子尺度阐述了单晶γ-TiAl合金切削过程中裂纹形成机理。研究发现：切削初期随着切削力持续增大,剪切区域产生周期性的剪切带;与此同时,在高压应力和弹性应力波共同作用下,类晶粒晶界的非晶原子带的产生阻碍了剪切带的持续发射,使主剪切区的应力无法及时通过剪切带释放,产生局部应力集中现象,导致裂纹萌生并扩展;通过对采集的声发射信号分析,压应力会导致切削过程中声发射功率下降。在时域上,通过对微观缺陷演化和声发射功率-频率对比分析,阐述了纳米切削过程中晶格振动、剪切带以及裂纹萌生与扩展的声发射响应特征,并通过聚类分析得到了损伤的功率和频率特性。     

PVD涂层刀具高速铣削砂岩切削力研究

单因素实验研究金刚石涂层刀具高速铣削石墨,改变切削用量等因素对切削力的影响。研究切削力参数,找出其显著性因素,为提高砂岩表面加工精度,改善机床的动力学特性提供理论依据。通过设计正交试验方案,在不同的切削参数(切削速度、进给量、切削深度)下进行PVD涂层刀具高速铣削砂岩切削力试验。利用测力仪测出各组试验的切削力信号图,并记录各组切削力的试验结果。分析单一切削参数的变化对切削力的影响情况,采用最小二乘法原理对切削力经验公式回归系数进行参数估计,并对经验公式进行相关性检验,检验结果表明显著性很高。最终得出结论:对切削力影响最大的因素是切削深度,且随着切削深度的增加切削力增加;切削力影响最小的因素是切削速度,且随着切削速度的增加切削力减小。     

基于声发射技术金刚石组合圆锯片干切混凝土的切削状态研究

通过自行设计的多孔与非等弧长节块组合金刚石锯片与普通锯片的对比分析,揭示组合结构金刚石锯片的切削特征.通过分析金刚石圆锯片在锯切过程中混凝土声发射信号和锯切力信号特征,得出切削速度、进给速度、切削深度对AErms峰值平均值和Z轴锯切力的影响.结论表明声发射信号的变化规律与锯切力信号的变化规律有较好的一致性.其它切削条件不变,随着切削速度的增加,声发射均方根值和切削力平均值都减小;随着进给速度、切削深度的增加,声发射均方根值和切削力平均值都增大.且自行设计的组合锯片整体性能优于普通锯片.     

PCBN刀具切削中锯齿形切屑形态的动态切削力识别

精密硬态切削过程锯齿形切屑对动态切削力、切削温度波动、PCBN刀具寿命和已加工表面质量有重要作用。本文依据锯齿形切屑锯齿的形成和终了过程可以在动态切削力高频信号中体现出来的特征，采用小波分析硬态切削力的高频信号，分析结果表明不同形态的锯齿形切屑形态对应不同的切削力高频信号。从切削力高频信号的切削速度、进给量、采样频率和时间可以定性描述锯齿形切屑形态和剪切失稳的特征参数。依据Shaw建立的锯齿形生成频率模型。在精密硬态切削条件下，锯齿形切屑的生成频率要远小于切削力高频信号的频率，高速切削条件下两者频率逐渐趋于相等。实验及分析结果表明可以采用动态切削力的小波分析来判别锯齿形切屑的基本特征。     

非晶层对单晶锗纳米切削影响的分子动力学研究

为探究非晶层结构对单晶锗纳米切削机制和力学特性的影响,采用分子动力学方法模拟不同非晶层厚度的非晶-晶体层状结构(A-C模型)的纳米切削过程.对纳米加工中切削力波动规律,应力状态,亚表面损伤和材料去除等关键问题进行分析.结果 表明:非晶锗(A-Ge)厚度的增加使得切削力和应力减小,切削温度升高;材料的可塑性随着A-Ge厚...     

切削用量对切削力和切削振动的影响

为探究车削时切削用量对切削力和切削振动的影响,设定半精加工的切削用量范围,采用正交试验设计方法制定试验流程,在数控机床上使用硬质合金外圆车刀对45#圆钢进行切削试验,切削过程不加冷却液,并分别使用Kistler切削力测量系统和Vib Pilot M+P切削振动测量系统同时采集3个方向的切削力信号和切削振动信号,对试验数据使用方差分析(ANOVA)、贡献率计算和相关分析的方法进行处理。结果表明:背吃刀量对主切削力和进给力的影响最大,进给量对背向力和3个方向切削振动的影响最大,而切削速度对各方向切削力和切削振动的影响都最小;切削力信号的误差要远小于切削振动信号的误差。试验分析结果可以为合理设计切削用量参数,有效选择切削状态监控信号提供参考。     

圆片刀超声切削蜂窝芯材料试验研究

为提高加工Nomex蜂窝芯材料的质量和效率,采用试验方法对超声切割时的切削力进行测量,研究其影响因素和变化规律,并对切削后蜂窝芯的表面进行观察。使用回归分析法分析不同振幅和切削深度下的切削力,推导切削力的经验公式。结果显示:切削力F_y,F_z与切削深度a_p,圆片刀底部边缘处振幅A呈指数关系。通过对比切削力拟合结果和试验数据,发现误差在10%内。切削后蜂窝芯表面平整、毛刺更少。      

大块非晶合金摩擦磨损性能研究现状与发展

简要介绍了大块非晶合金及材料摩擦磨损性能的特点,从摩擦系数、磨损特征、摩擦形式上综述了大块非晶合金摩擦磨损基本问题、热处理对大块非晶合金摩擦磨损性能影响的研究现状,并对其发展趋势进行了展望.     

基于小波分析的切削力信号特性研究

刀具磨损状态与切削力密切相关.随着刀具磨损逐渐增加,切削力信号的平均值与波动幅度都逐渐增大.本文作者利用db5小波分析了切削力的信号特征.结果表明:第三、四层细节信号的标准差随切削过程变化不明显,而第一、第二层细节信号的标准差随着刀具磨损的增大而增大,其变化趋势与原信号的标准差变化趋势较为相似,因此可以将其作为特征参数用于切削过程监控.     

Ti-Cu基非晶合金玻璃形成能力与力学性能

基于"二元共晶混合"法设计Ti-Cu-Ni-Zr合金成分,通过水冷铜模铸造法制备出不同直径Ti-Cu-Ni-Zr合金棒。利用X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)、万能材料试验机和扫描电镜(SEM)研究了Ti-Cu-Ni-Zr合金玻璃形成能力和力学性能。结果表明,Ti-Cu-Ni-Zr合金具有较高玻璃形成能力,其临界直径可达4 mm;Ti-Cu-Ni-Zr合金玻璃形成能力近似相等,而表征玻璃形成能力的热力学参数过冷液相区ΔTx,参数γ,约化玻璃转变温度Trg也近似相等。Ti_(32.3)Cu_(47.6)Ni_(7.9)Zr_(12.2)和Ti_(31.6)Cu_(48.2)Ni_(7.7)Zr_(12.5)大块非晶合金分别具有0.7%和0.2%的塑性,而Ti_(30)Cu_(49.5)Ni_(7.2)Zr_(13.3)和Ti_(28.55)Cu_(50.7)Ni_(6.75)Zr_(14)大块非晶合金断裂机制近似为脆性断裂。Ti-Cu-Ni-Zr大块非晶合金塑性越大,其剪切带数量越多且扩展深度越大,反之亦然。另外,对于塑性材料,锯齿流变振幅越大,对应样品表面剪切带扩展深度越明显;锯齿流变振幅越小,对应样品表面剪切带扩展深度越浅;近似脆性材料的锯齿流变对应次剪切带萌生,而对于完全脆性大块非晶合金,在应力-应变曲线上并未发现锯齿流变现象,相应的在样品外表面也并未发现次剪切带。     

超精密车削加工有限元仿真研究

为研究不同的切削加工参数对超精密车削加工的切削力、切削温度、切削应力等的影响,用有限元法对金刚石车削过程进行三维仿真,得到在不同切削参数下车削铝合金时的切削力、切削温度、切削应力的变化,以及切削区的微观应力的分布状态。仿真结果表明:刀具所受到的主切削力明显大于其余两个方向的力;当切屑和母体发生分离的时候,切削力会突然降低;工件上应力最大的部分是和前刀面相对的部分;切削温度较低,最高为30℃。根据仿真结果可对切削参数进行优化。     

基于磁通门磁强计平行分量法的深层涡流检测

采用磁场平行分量法,用磁通门磁强计进行深层涡流检测,该方法通过测量方向与本底磁场垂直的涡流磁场平行分量的方式,能有效避免较强的本底磁场干扰,并能清晰分辨线缺陷与十字形缺陷的特征,对多层铝板的检测深度至少达到14mm,并发现十字形缺陷的涡流磁场信号幅度比线缺陷的涡流磁场信号幅度更强,且随着缺陷深度的增加,其信号幅度衰减速率更慢。     

盘铣开槽加工表面形貌与变质层研究（英文）

设计盘铣开槽实验以测量盘铣切削钛合金时的切削力和切削温度,以切削力和切削温度实验为基础,分析不同切削条件下的表面粗糙度、表面形貌、残余应力、显微组织和显微硬度。结果表明:铣削表面中心处的粗糙度值小于边缘处,粗糙度值随着主轴转速的增加而减小,随着切削深度和进给速度的增加而增大。铣削表面和次表面均出现残余压应力,随着深度的增加,残余压应力逐渐减小为零。在切削力的作用下,晶粒沿进给方向发生明显的拉伸变形,α相从初始等轴态拉伸为长片状。随着切削温度的升高,塑性变形区的金相组织发生改变,当切削温度达到β相转变温度时,金相组织从初始等轴态转变为全片层组织。热力耦合作用使得已加工表面和次表面硬度值升高。     

铝含量对AZ系列镁合金机械加工性能的影响

研究铝含量对AZ系列铸造铝合金机械加工性能的影响。为评价该合金的机械加工性能,测量切削操作过程中的切削力以及表面粗糙度,以及研究显微组织和拉伸性能。结果表明：添加2%铝含量的镁合金具有最佳的拉伸性能。随着铝含量增加到2%以上,由于晶界上析出金属间化合物β-Mg17Al12,切削力会随延展性的降低而降低。切削力也会随着切削速度的增加而增大,这是由于在加工过程中切削工具的尖端有侧面生成。