切削-挤压复合成形技术

提出了一种新的翅片管无屑切削-挤压复合成形方法.对成形原理及切削、挤压翻转、弯曲成形3个阶段的特点进行了研究,建立了翅片几何尺寸的理论计算公式,分析了适合这种加工的刀具结构特点,给出了刀具的设计原则,通过实验获得了主偏角、切削深度、进给量等工艺参数对翅片几何尺寸的影响规律.理论和实验研究表明:在紫铜材料的成形中,切削深度小于2 mm、进给量0.5～3 mm、刀具主偏角20°～50°范围内,可以稳定地形成翅高1.5～3.0 mm、翅厚0.3～1.8 mm的翅片.因此,合理地选择刀具结构及切削用量参数是获得理想翅片形状和尺寸的关键因素.     

加工参数对热柱冷凝端微沟槽形貌的影响（英文）

热柱冷凝端的表面结构对其传热性能的影响起着至关重要的作用,粗糙的微沟槽表面形貌有利于强化冷凝。提出了热柱冷凝端表面加工微沟槽的实验加工方法,建立了犁切挤压刀具加工热柱冷凝端的有限元模型。利用deform软件模拟犁切挤压刀具加工热柱冷凝端微沟槽,分析了微沟槽的成形过程及机理。有限元模拟结果表明:在加工环状沟槽时冷凝端表面形成了V形沟槽,两V形沟槽之间形成U形沟槽,V形沟槽两端有鼓包,形成沟槽翅。在轴向沟槽加工时,表面形成了相互正交的微沟槽,呈现许多U形微沟槽。进给量和犁切挤压深度对热柱冷凝端微沟槽形貌起着重要作用,犁切挤压深度越大,微沟槽表面形貌越粗糙,但是受刀具强度和刚度的影响,犁切挤压深度不能过大。进给量过大和过小,都不利于微沟槽表面形貌,只有当进给量恰当,才能形成最优的微沟槽表面形貌。     

加工参数对热柱冷凝端微沟槽形貌的影响

热柱冷凝端的表面结构对其传热性能的影响起着至关重要的作用,粗糙的微沟槽表面形貌有利于强化冷凝。提出了热柱冷凝端表面加工微沟槽的实验加工方法,建立了犁切挤压刀具加工热柱冷凝端的有限元模型。利用deform软件模拟犁切挤压刀具加工热柱冷凝端微沟槽,分析了微沟槽的成形过程及机理。有限元模拟结果表明：在加工环状沟槽时冷凝端表面形成了V形沟槽,两V形沟槽之间形成U形沟槽,V形沟槽两端有鼓包,形成沟槽翅。在轴向沟槽加工时,表面形成了相互正交的微沟槽,呈现许多U形微沟槽。进给量和犁切挤压深度对热柱冷凝端微沟槽形貌起着重要作用,犁切挤压深度越大,微沟槽表面形貌越粗糙,但是受刀具强度和刚度的影响,犁切挤压深度不能过大。进给量过大和过小,都不利于微沟槽表面形貌,只有当进给量恰当,才能形成最优的微沟槽表面形貌。     

锯齿状翅片犁削-挤压成形翅高的有限元法预测

简要介绍了锯齿状翅片的犁削-挤压加工成形机制;基于有限元分析软件Deform-3D建立犁削-挤压成形翅片的有限元分析模型;对翅片成形过程进行了三维有限元模拟,获得了在不同刀具参数和切削用量下平均翅高的变化曲线;将模拟计算结果与试验进行了对比,具有较好的一致性。     

高速干铣削高强钢铣削力及表面粗糙度研究

选用PVD—TiAlN-TiN硬质合金涂层刀具,进行高速干铣削AISI4340高强钢正交试验,研究铣削力及加工表面粗糙度随切削参数的变化,并建立铣削力及加工表面粗糙度与切削参数之间的经验模型。分析结果表明:每齿进给量和铣削速度对主切削力Fz影响较大,径向切削深度对加工表面粗糙度Ra影响较小。建立的铣削力及加工表面粗糙度经验模型,经过检验,相对误差较小。涂层刀具高速铣削AISI4340钢时,采用较小的轴向切削深度和每齿进给量以及较大的铣削速度和径向切削深度有利于得到较小的铣削力和加工表面粗糙度。     

热柱吸液芯的成形方法(英文)

设计了热柱蒸发端和冷凝端吸液芯的结构,采用犁切-挤压加工方法成形热柱吸液芯,分析热柱吸液芯犁切-挤压成形特征、条件及成形机理。分析表明:犁切-挤压深度对吸液芯表面形貌起决定作用,犁切-挤压深度越大,表面形貌越好;沟槽间距只有在一定的范围内,才能形成优异的表面形貌。实验结果表明:当犁切-挤压深度为0.3mm、环状沟槽间距为0.4mm、径向沟槽夹角为3°时,热柱蒸发端形成较优的强化沸腾结构;当犁切-挤压深度为0.3mm、环状沟槽间距为0.4mm、轴向沟槽间距为π/3mm时,热柱冷凝端形成较优的冷凝强化结构。     

金属板材渐进成形工艺仿真精度的影响因素北大核心CSCD

通过有限元仿真模拟加工过程来预测实际加工结果,可避免加工实验材料与能源的浪费,而有限元仿真精度是保证此项工作的前提。针对金属板材单点渐进成形方法,选取1060铝板设计正交实验,对每组参数进行实验加工,并利用Abaqus进行有限元仿真,将仿真结果与实验结果进行对比,详细分析了成形角度、成形深度、层进给量、初始板厚对仿真精度的影响关系,包括深度误差、侧壁角度误差和侧壁厚度误差。结果表明:初始板厚对仿真与实验结果各项误差的影响最为显著,各因素对深度误差的影响顺序为:初始板厚>层进给量>成形角度>成形深度;对侧壁角度误差和侧壁厚度误差的影响顺序为:初始板厚>成形角度>成形深度>层进给量。     

波动加工轨迹驱动的板料锤击渐进成形时间研究

为深入了解工艺参数对波动加工轨迹驱动的板料锤击渐进成形时间的影响规律,选择工具直径、工具进给速度、垂直层进给量、波长以及振幅等5个工艺参数为因素,以成形阶梯型锥杯时间为指标,进行正交实验,并对实验结果进行极差分析和方差分析。研究结果表明:垂直层进给量对成形时间有显著影响,而其他4个工艺参数的影响不显著;成形时间随工具垂直层进给量、工具进给速度、波长和工具直径的增加而减少,随振幅的增加而增加。研究结果为合理选择工艺参数、减少波动加工轨迹驱动的板料锤击渐进成形时间提供了理论依据。     

切削参数对P20模具钢的表面粗糙度影响

该研究利用TiN、TiAlN、TiN/Al2 O3/TiCN等三种刀具对P20预硬型模具钢进行铣削实验,探讨不同刀具在各种铣削工艺参数时以及刀具磨损对工件表面粗糙度的影响。结果表明：用涂层刀具高速切削P20模具钢,工件表面粗糙度随着切削速度的增加而显著下降;刀具的进给量存在一个临界值,当进给量f大于此临界值时,表面粗糙度会随着进给量的增加而急剧上升;在中、高速度切削P20钢时,对表面粗糙度影响最大的是进给量f,其次是进给速度ν,刀具的切削深度ap 的影响最小;涂层刀具在正常磨损范围内,工件表面的粗糙度Ra随着刀具磨损量VB值的变化幅度很小。     

Ni—Ti—Nb带滞后记忆合金的机械加工

用正交试验法研究了Ｎｉ－ＴＩ－Ｎｂ合金在不同切削速度、进给量和切削深度下的机械加工性能。结果表明：切削速度、进给量、切削深度对切削力和平均切温度的影响基本上与４５钢相同；切削时宜用Ｋ类硬质合金刀具，最佳切削速度为４０ｍ／ｍｉｎ。     

高体积分数SiCp/Al复合材料超声辅助划切微观去除机理

目的 揭示高体积分数SiC_p/Al复合材料在超声辅助加工条件下的材料去除机理。方法 采用SiC_p/Al复合材料的超声辅助划切试验,探究划切参数变化对超声振幅、划切力及摩擦因数的影响规律,并通过扫描电子显微镜和激光共聚焦显微镜对划痕表面微观形貌进行观察,分析单点金刚石磨粒工具超声辅助划切材料去除的特点。结果 随着划切深度从0.01 mm增加到0.05 mm,电流值逐渐降低,电流值变化量从12 mA增加到25m A,超声振幅逐渐衰减,金刚石压头的轴向冲击作用减弱。划切深度和划切速度的增加使切向挤压切削作用增强,划切力和摩擦因数增大。在材料去除过程中,碳化硅颗粒存在破碎成小颗粒、剪切断裂破碎和拔出等多种去除形式,铝基体出现明显的塑性流动和涂覆现象,并形成切削沟槽外侧堆积。结论 当切削深度和进给速度较小时,材料去除主要是在轴向的高频振动冲击作用下完成,材料表面加工质量较好;当切削深度和进给速度逐渐增大时,材料去除是在轴向冲击破碎和切向挤压切削共同作用下完成,材料表面加工质量逐渐降低。     

基于田口法和方差分析的整体叶轮高速铣削参数优化研究

针对整体叶轮高速铣削加工,开展了以切削速度、每齿进给和切削深度为试验因素,以叶片的表面粗糙度和加工时间为试验指标的正交切削试验,应用田口法对试验结果进行分析,初步确定铣削要素对试验指标的影响程度。采用方差分析方法对正交试验结果进行进一步处理,得到各铣削要素对试验指标的贡献率,确定了叶片铣削的最佳参数组合。经过整体叶轮加工验证,采用优化后的切削参数保证了叶片表面粗糙度Ra0.8μm,并且加工效率提高3倍,实现了整体叶轮的高效加工。     

Statistical analysis of surface roughness and cutting forces using response surface methodology in hard turning of AISI 52100 bearing steel with CBN tool

The present work concerns an experimental study of hard turning with CBN tool of AISI 52100 bearing steel, hardened at 64 HRC. The main objectives are firstly focused on delimiting the hard turning domain and investigating tool wear and forces behaviour evolution versus variations of workpiece hardness and cutting speed. Secondly, the relationship between cutting parameters (cutting speed, feed rate and depth of cut) and machining output variables (surface roughness, cutting forces) through the response surface methodology (RSM) are analysed and modeled. The combined effects of the cutting parameters on machining output variables are investigated while employing the analysis of variance (ANOVA). The quadratic model of RSM associated with response optimization technique and composite desirability was used to find optimum values of machining parameters with respect to objectives (surface roughness and cutting force values). Results show how much surface roughness is mainly influenced by feed rate and cutting speed. Also, it is underlined that the thrust force is the highest of cutting force components, and it is highly sensitive to workpiece hardness, negative rake angle and tool wear evolution. Finally, the depth of cut exhibits maximum influence on cutting forces as compared to the feed rate and cutting speed.     

加工复合地板耐磨层时PCD刀具切削参数的研究

切削参数是影响PCD刀具切削性能的主要因素。本文采用Element Six公司的SYNDITE CTH025型聚晶金刚石(PCD)复合片制成强化复合地板用切削刀具，进行了一系列加工强化复合地板耐磨层的切削实验。通过实验研究了切削参数对刀具切削力的影响，得出了切削力随切削参数的变化规律，指出随着切削深度的增加，PCD刀具切削力增加；进给速度的增加使切削力增加；切削速度的增加将会使切削力降低。同时，分析了切削参数对刀具磨损、工件加工质量以及加工效率的影响。最后，本文总结了采用PCD刀具加工强化复合地板时加工参数的选择原则，认为当n=6000r／min、f=10000mm／min能够实现较高的加工效率，并保证工件的加工质量。     

基于BP神经网络数控机床切削能耗的研究

数控机床的能耗来源于工作时的电动机空载和切削过程中的负载消耗。分析切削过程中的切削速度、进给速度、切削深度等切削参数对数控机床能耗的影响;基于BP神经网络搭建数控机床能耗与切削参数的模型,简化了经验公式繁琐的计算过程;利用遗传算法对切削参数进行优化。对比试验表明:用优化后的参数进行加工,能明显地降低能耗,为加工过程能耗控制提供了一个良好的方案。     

The optimal cutting-parameter selection of production cost in HSM for SKD61 tool steels

The main purpose of this study was to construct an investigation of optimal cutting parameters for minimizing production cost on the rough machining of high speed milling operation. A machining model is constructed based on a polynomial network. The polynomial network can learn the relationships between cutting parameters (cutting speed, feed per tooth, and axial depth of cut) and tool life through a self-organizing technique. Once the material removal volume for machined parts and various time and cost components of the high speed milling operations are given, an optimization algorithm using a simulated annealing method is then applied to the polynomial network for determining optimal cutting parameters. The optimal cutting parameters are subjected to an objective function of minimum production cost with the feasible range of cutting parameters.     

CVD金刚石刀具微铣削AA356铝合金的磨损分析

AA356铝合金已广泛应用于航空航天等领域,但其在微细加工过程中刀具磨损严重且相关机理尚不明晰.为揭示工艺参数对CVD金刚石刀具微铣削AA356铝合金的刀具磨损影响机制,基于正交试验和响应曲面法开展了微细加工试验,采用最小二乘法和粒子群优化算法建立刀具磨损的预测方程,分析刀具的磨损形貌和切削用量对刀具磨损的影响规律.结...     

Formation of integral fins function-surface by extrusion-ploughing process

1 Introduction The ever-increasing integrity of electronic chips results in high heat flow density, which makes the cooling become the ever more serious[1-5]. The traditional single-scale and simple figure surface heat-function macro-structure can not mee…     

数控车削45调质钢粗糙度影响因素研究

以加工表面粗糙度与切削用量的关系为研究对象,采用单因素试验方法,利用硬质合金刀具对45调质钢进行湿式车削试验,测量得到选定参数条件下的加工表面粗糙度值,对试验结果进行分析。结果表明:在试验采用的切削参数范围内,表面粗糙度随进给量的增加而近似成线性增加;背吃刀量从0.05 mm增加到0.10 mm时,表面粗糙度减小,从0.10mm到0.20 mm时,表面粗糙度增加;切削速度从500 r/min到1 000 r/min时,加工表面粗糙度呈减小趋势,从1 000r/min到1 400 r/min时出现略为增加的趋势;该研究对实际加工45调质钢具有一定的指导意义,也可为合理选择切削用量提供理论参考。