内加工--一种新的加工理念和一类新的成形方法

1从外加工拓展到内加工 试分析古往今来人类采用的所有加工成形工艺，它们都具有一个共同的特点，即加工工具，如模具、刀具或是各种射线，都被置于被加工材料的外部，都只与被加工材料的表面(或表层)相互作用；用于加工成形的能量也是从表面传给被加工的坯料。鉴于此，可以将所有这些加工成形方法统称为“外加工”方法。可以说，     

电化学机械精准光整加工技术研究

介绍了该研究组近年来在电化学机械精准光整加工技术研究方面的工作进展情况,包括：光整过程中同时完成形状成形的光整与成形复合加工技术;同时改善零件精密度和表面形貌的跨尺度精确成形加工技术;保证精密度条件下改善表面形貌的自由曲面零件手持式工具光整加工技术。研究工作表明：通过合理优化电化学机械加工工艺系统结构和参数,对于齿轮、轴承等规则表面零件,可以实现同时改善零件精度和表面几何形貌;对于非规则表面零件,可以在保证零件精密度条件下改善零件表面几何形貌。     

零件绿色制造模型及表面绿色加工技术研究

零件的加工是制造过程中大量消耗资源、产生废弃物的主要环节,机械产品报废后的回收和再生利用的主体是零件,因此,零件的绿色加工是绿色制造的重要研究内容。基于绿色的观点,对零件的制造过程进行分析,建立了零件绿色制造特征模型;构建了零件绿色加工技术体系。进而,以零件表面成形为主线,对零件表面的绿色加工工艺过程进行了讨论,提出了基于“除去材料”和基于“增加材料”的零件绿色加工工艺过程方案。特别探讨了利用表面工程技术实现零件表面绿色加工的技术可行性。     

复杂曲面零件超精密加工方法的研究进展

超精密加工技术是降低工件表面粗糙度、去除损伤层,获得高形状精度、表面精度和表面完整性的终加工手段。复杂曲面零件的广泛应用和精度要求的不断提高,取决于复杂曲面零件的超精密加工技术。概述了复杂曲面零件的超精密成形加工、超精密抛光等加工方法,分析各种典型加工方法和材料去除机理,从加工精度、工具与曲面吻合度、加工效率与成本、环境友好性等方面对几种复杂曲面超精密加工方法进行比较。对复杂曲面零件超精密加工技术的发展趋势进行预测。     

特殊材料的电火花成形加工

近年来,随着电火花成形加工技术的进步,无论是用于加工模具,还是加工最尖端的精密零件都作出很大贡献。在零件加工领域中可以举出的是：飞机发动机的相关零件、医疗器械的各种零件,以及特殊工具的加工。另外,在加工模具的情况下,除了使用通常的模具钢之外,还增加了加工特殊材料的模具。     

普通机床一刀成形加工薄壁零件

阐述了在普通机床上加工薄壁零件的一刀成形工艺,从材料弹塑性的原理入手,分析了薄壁零件的稳定条件,根据切削力与薄壁零件极限载荷之间的关系,得到薄壁零件最大的切削量,从而提出了薄壁零件在普通数控机床一刀成形的工艺方法,解决了目前薄壁零件依赖高速加工的技术难题,降低了成本,提高了效率。     

飞机结构零件数控加工技术研讨

随着我国航空制造技术的发展，对飞机结构零件的加工要求越来越高，尤其是对于零件的表面质量、深腔和薄壁形状以及零件的加工精度都提出了更高的要求。目前欧美许多发达国家按照高精度、高效率、高柔性的制造发展方向，已开始普遍使用高速铣削机床，并针对飞机结构零件的特点进行了大量的工艺技术研究。另外通过对难加工材料的加工工艺方法进行研究，大大提高了以钛合金为代表的难加工材料的加工效率，使飞机结构零件的数控加工不再成为制约整个飞机研制和生产的“瓶颈”。     

Master CAM在数控增量成形中的应用

介绍了金属板料数控增量成形的基本概念,根据金属圆锥形和直壁圆筒零件的形状特点,叙述了圆锥形和圆筒形等典型零件的一次成形和多次成形加工方式的选择方法,并给出了利用Master CAM曲面流线加工方式加工圆锥件和挖槽加工方式加工直壁圆筒件的工艺参数、工具头成形路径以及成形加工步骤.     

微型刀具电火花加工工艺研究

为研究采用电火花成形加工方式制造微型刀具的可能性,掌握电火花加工微型刀具的工艺规律,针对两种刀具材料进行了表面粗糙度和蚀除率的加工实验.分析了实验结果与常规情况表面粗糙度规律出现差异的原因.研究结果表明,微细电火花成形加工适用于微型刀具的制备.     

浅谈几种特种加工

特种加工是指那些不用刀具或磨料,或虽然使用刀具或磨料,但又同时利用热能、化学能、电化学能等的加工方法。它主要是随着高硬度、高韧性、高强度、高脆性等一些难加工材料的出现,以及制造精密细小形状复杂和结构特殊的零件的需要而产生的。 1.激光加工 激光加工是利用激光源的激光束“镗入”材料(先将被加工材料熔化,再用压力气体将被熔金属吹走)而对零件进行加工的一种加工方法。目前,它已受到相当高的重视,它能加工各种金属和非金属材料,其中主要用在加工硬质材料方面。激光加工最早用在孔的加工,能加工直径为0.05～8mm的孔,它还特别适用于切割陶瓷材料和复合材料,具有切缝窄(0.1～0.2mm),切割厚度大和切割速度高的特点,激光还可用于同种金属和不同种金属之间的焊接,其焊接质量和效率远远高于传统的焊接方法。激光热处理是利用大功率连续激光器对材料表面进行激光扫描,使金属表层产生相变甚至熔化,随后快速冷却使表面硬化,从而提高零件表面的耐磨性和疲劳强度,激光表面处理技术可明显地改善受力件危险部位的疲劳强度,提高整机的寿命和可靠性。     

轴承圈加热切削加工表面质量研究

针对轴承圈易出现疲劳破坏的问题,提出采用预加热硬态切削加工轴承圈外表面的方法。普通硬态切削和预加热硬态切削试验结果表明,将工件内圈预先加热到160℃进行硬态切削加工,有助于减小加工表面的粗糙度,由于内圈加热减小了轴承圈内外表面的温度差,故加工后的表面残余应力显著减小,其值可达-50MPa,加工得到的表面纹理清晰,形貌光滑、规整,刀具进给运动轨迹清晰;加热切削得到的是均匀的锯齿形切屑,并且切屑形态呈螺旋状,与普通硬态切削相比,加热切削过程较为平稳,说明加热切削可获得良好的表面完整性,且不会引来额外的加工硬化。     

枪钻与麻花钻加工质量的对比研究

利用台式钻床和深孔加工机床分别对常用Q235钢、45钢和铝材进行孔加工试验。通过对孔表面质量的观测和粗糙度的检测,对比研究上述两种加工方法的表面质量。结果表明:麻花钻加工材料越软孔口毛刺越明显,枪钻加工软硬材料的孔口部都呈平整无毛刺。一般条件下,枪钻加工铝合金有色金属材料的孔表面粗糙度值Ra为0.9μm左右,麻花钻为1.6μm左右;枪钻加工碳钢材料孔的表面粗糙度值Ra为1.8μm左右,麻花钻孔的表面粗糙度值Ra9.6-5.6μm;对于不同硬度的碳钢,麻花钻加工孔质量变化明显,一般硬度高的质量较好,枪钻则变化不显著;相比有色金属,麻花钻及枪钻加工孔的质量都优于碳钢。     

环状部件内外表面同步抛光机的研制

对于形状复杂且具有特殊要求的工件,目前主要以手工抛光为主,因而工件很难获得均匀的表面质量。本文介绍了一种新研制的环状部件内外表面同步抛光机,描述了其结构和特点,论述了抛光加工的主要工艺和操作规程,并通过离子氮化后卡套的抛光照片和断面扫描电镜照片验证了其具有加工质量高的特点。该抛光机有较高的抛光效率和精度,可对环状部件内外表面同步抛光,成本低、占地面积小,可适用于大小环状部件连续生产化的精密抛光。     

摩擦热加工技术的发展及其应用

摩擦热加工是利用摩擦过程中的能量转换原理使材料局部区域处于热塑性状态而实现加工的方法。该项技术具有低能耗、无污染、高效率、加工质量好等优点,因而应用前景广泛。综合介绍了摩擦热加工技术在材料连接、压制成形、表面改性等方面的应用。     

“方套方套球”的设计理论及加工工艺分析研究

车削加工主要针对回转表面,对方体或整球零件进行车削加工是一种挑战。“方套方套球”零件首先是2个镶嵌的方套方,内方体可在外方体内自由旋转,其次在内方体中有一个可自由旋转的圆球,3个个体互不脱出,设计独特,造型美观。对“方套方套球”零件的设计过程及加工工艺进行详细分析和论证,解决了内部整球和内方体的加工难点。另外,“方套方套球”的结构能否用于液压阀中,还有待进一步研究。     

A Study of the Optimum Reheating Process for A356 Alloy in Semi-Solid Forging

Semi-solid forging (SSF) is compared with conventional casting such as gravity die-casting and squeeze casting. A product without inner defects can be obtained from semi-solid forming with a globular microstructure. Generally speaking, SSF is composed of reheating, forging and ejecting processes. In the reheating process, the materials are heated up to the temperature between the solidus and liquidus line at which the materials exists in the form of liquid–solid mixture. The process variables such as reheating time, reheating temperature, reheating holding time, and induction heating power have much effect on the quality of the reheated billets. It is difficult to consider all the variables at the same time to predict the quality. In this paper, Taguchi method, regression analysis, and neural network were applied to analyse the relationship between processing conditions and solid fractions. A356 alloy was used, and the learning data were extracted by the reheating experiments. The results of a neural network were in good agreement with experimental results. Polynominal regression analysis was formulated by using the test data from the neural network. An optimum processing condition was derived to minimise the grain size, solid fraction standard deviation, and to maximise the average specimen temperature. Consideration is given to the reheating process of the raw material and results are presented of appropriate process variables for correct solid fraction, specimen temperature, and grain size.     

Process analysis of two-layered tube hydroforming with analytical and experimental verification

Two-layered tubular joints are suitable for special applications. Designing and manufacturing of two layered components require enough knowledge about the tube material behavior during the hydroforming process. In this paper, hydroforming of two-layered tubes is investigated analytically, and the results are verified experimentally. The aim of this study is to derive an analytical model which can be used in the process design. Fundamental equations are written for both of the outer and inner tubes, and the total forming pressure is obtained from these equations. Hydroforming experiments are carried out on two different combinations of materials for inner and outer tubes; case 1: copper/aluminum and case 2: carbon steel/stainless steel. It is observed that experimental results are in good agreement with the theoretical model obtained for estimation of forming pressure able to avoid wrinkling.     

基于红外测温的筒形锻件内外径在线测量

针对目前筒形锻件外形尺寸无法实现在线测量的现状,提出一种新的基于红外测温技术和激光扫描技术相结合的筒形锻件内外径在线测量方法,该方法中温度信息由红外双色测温系统测得,外径尺寸信息由激光扫描技术测得。对红外测温原理进行研究,根据测量现场的情况构建红外双色测温系统,减小现场恶劣环境和锻造过程中锻件表面氧化皮对测温造成的影响,提高了测量精度。在传热学的基础上推导筒形锻件导热微分方程,建立筒形锻件温度与尺寸的关系,结合锻件内外表面的温度信息和外径尺寸信息求得内径尺寸的大小,从而实现筒形锻件内外径尺寸的在线测量。通过试验验证该方法的可行性,同时可以满足现场测量的精度要求,从而解决筒形锻件内外径测量的瓶颈问题,在筒形锻件锻造现场有一定的应用前景。     

Numerical and experimental study of stretching effect on flexible forming technology

The flexible stretch forming technology (FSFT) is suitable for flexible manufacturing because it affords several advantages including applicability to various forming processes such as sheet metal forming, single curved surface forming, and quadratic curved surface forming. In this study, the formation of a quadratic curved surface with a saddle-type shape by the flexible stretch forming process is systematically investigated through a numerical simulation. A 4-mm-thick Al 3003-H14 aluminum alloy is used as the initial blank material. Urethane pads are defined based on a hyperelastic material model as a cushion for the smooth forming surface. The elastic recovery deformation behavior is also investigated to consider the exact result after the last forming process. The simulation indicates that the stretch forming process can be used to apply more stress to the blank and to reduce the elastic recovery effect. An experiment was then performed to confirm the process formability and reduction of the elastic recovery effect. A comparison of the objective surface between the simulation and the experimental results verified that the stretch forming process reduced the elastic recovery effect. This confirms that FSFT can be feasibly used to manufacture quadratic curved surfaces.