不锈钢微结构铣削仿真与试验研究

针对不锈钢微结构微铣削过程中铣削力以及加工质量,进行了微铣削参数仿真及试验研究。通过单因素有限元仿真,揭示了微铣削关键工艺参数每齿进给量、轴向切深和径向切深对铣削力影响规律。结果显示,尺寸误差以及表面粗糙度随着径向切深的增加波动变化,总体数值变化不大,径向切深对不锈钢微结构微铣削过程中的加工质量影响不大。因此,实际生产中,可以采用大径向切深小进给,提高生产率并保证加工质量。     

振动进给对表面小微结构电解加工流场的影响

为研究振动进给对表面小微结构电解加工流场的影响，以薄片表面小微结构为研究对象，建立了电解加工多场耦合仿真模型，对持续进给和振动进给条件下微结构电解加工过程进行仿真，并开展工艺试验，研究了振动进给对流场的影响规律。结果表明，耦合间断放电的振动进给可保证电源开通前电解液更新为电导率分布均匀的初始状态；随着加工深度的增加，振动运动对流场的扰动减弱，而沿程气泡分布趋于均匀；对于加工深度在0～0.5 mm的表面微结构，振幅为0.3 mm、频率为40 Hz的振动进给运动对流场条件改善效果较好，有利于提高薄片表面小微结构电解加工过程稳定性、表面质量以及尺寸一致性。     

EA4T车轴车削表面完整性研究

基于EA4T车轴车削正交试验,研究了车削加工工艺参数对车轴表面粗糙度、残余应力分布等表面质量完整性的影响规律,并进行了工艺参数优选。研究结果表明:工艺参数对加工表面粗糙度、轴向与周向残余应力产生较显著影响,且工艺参数对表面粗糙度和残余应力具有相似的影响规律,其中进给量是对加工表面完整性影响最显著的因素。     

表面微观V形槽的超精密加工技术研究

表面微观V形槽是一种常见的微结构形式,应用广泛,加工精度要求高。对表面微观V形槽的超精密加工技术进行了研究,应用单点金刚石切削,分析刀具角度、切削参数、装夹方式、冷却润滑条件、进刀轨迹等影响加工质量的因素,并通过切削试验进行验证。通过试验,在平面和曲面上分别加工出了高精度表面微观V形槽,实现了微结构的超精密加工。     

单晶硅表面微结构纳秒脉冲激光加工研究

以单晶硅为对象,使用波长355 nm、脉宽15 ns的纳秒激光对单晶硅进行烧蚀加工试验研究.基于单因素法设计并完成了单晶硅纳秒脉冲激光直线刻蚀试验,探究了激光输出功率、激光脉冲重复频率、激光扫描速度和扫描次数对纳秒脉冲激光加工单晶硅表面形貌的影响规律.基于优化的加工工艺参数,在单晶硅表面制备出方形阵列的微结构.     

基于正交试验的锡铋合金铣削加工表面粗糙度研究

为了提高表面加工质量,对锡铋合金表面粗糙度与铣削工艺参数之间的关系进行了研究。基于正交试验设计方法,以主轴转速、铣削深度、进给速度、铣削宽度四个参数作为影响因素,进行铣削试验研究。利用ANOVA确定了进给速度是影响锡铋合金加工质量最重要的工艺参数,而铣削深度对锡铋合金加工质量影响最小;经极差分析,得到了最佳的锡铋合金铣削工艺参数组合;并分析了各因素与表面粗糙度之间的规律,为提高锡铋合金的加工质量提供依据。     

钛合金Ti-6Al-4V的电火花线切割参数试验研究

为了研究钛合金电火花线切割加工中影响加工速度与加工材料表面粗糙度的电参数因素,以快走丝电火花线切割机床的电参数为控变因子研究各个电参数对钛合金加工后的表面质量和加工速度的影响规律。通过单因素试验,正交试验的极差分析,研究电火花线切割各电参数对其性能指标的影响,试验结果表明:材料去除率与表面粗糙度是一对相互矛盾指标,各电参数对于这两项指标都有不同程度的影响。该研究旨在为优化钛合金的加工工艺提供参考。     

基于激光加工的微米级平行沟槽表面润湿性实验研究

生物医用材料表面润湿性是影响其生物相容性的一个重要影响因素。通过改变激光加工工艺参数,在钛合金基底上制备不同微结构尺寸的平行沟槽结构,采用白光干涉的方法测量钛合金表面平行沟槽的轮廓形貌,分别从平行和垂直纹理方向上对静态接触角、前进角和后退角进行测量,分析材料表面微结构对润湿性的影响,并探讨微结构尺寸与能量壁垒之间的关系。     

细长轴振动车削表面粗糙度的研究

根据超声波振动车削加工原理,第一步通过逐点单因素试验对超声振动切削下细长轴不同位置处表面粗糙度随切削用量的变化进行了研究,确定了不同切削因素变化下细长轴表面粗糙度的极值位置;第二步通过正交试验研究了超声振动车削细长轴时切削用量对工件整体平均表面粗糙度的影响,并与普通切削进行了对比试验。试验结果表明:超声波振动车削能够显著改善细长轴加工后的表面粗糙度。同时研究了各切削用量对表面粗糙度的影响规律,并对超声振动切削参数进行优化,得出试验最佳切削参数。     

微细超声复合电加工技术与应用

为进行微器件及零件表面微结构的精微制作,提出微细超声复合电加工技术。构建、完善加工参数可较大范围调节的微细超声复合电加工系统,进行复合电加工机理研究;用组合放电微细加工方法,制作出可满足试验及实际加工要求的多种截面、尺寸的微细工具电极;进行多参数超声复合电加工试验研究,结果表明微细超声复合电加工技术具有加工效率高、精度好及成本低的技术优势。分析储油微结构对摩擦副表面摩擦学特性的影响规律,用超声复合电加工技术制作摩擦副表面储油微结构,摩擦学试验证明储油微结构可使摩擦副表面摩擦因数减小,磨损量降低。     

超声振动铣磨工程陶瓷的表面粗糙度研究

外加超声振动使得加工过程中刀具与工件间相对运动形式和材料去除效果发生改变,采用金刚砂磨头对工程氧化锆陶瓷材料进行了相同加工参数下的普通铣磨和一维超声振动铣磨对比试验,并进行一维振动铣磨单因素试验,研究加工参数(主轴转速、铣磨深度、进给速度及超声能量)对加工表面粗糙度的影响规律。实验结果表明,在同样的加工条件下,一维超声振动铣磨加工更能显著地降低表面粗糙度;且不同的加工参数组合对表面粗糙度影响规律不同,合理地选取各单因素参数能显著的降低表面粗糙度,对加工工程陶瓷材料能产生显著的工艺效果及指导意义。     

轴套内表面微结构掩膜电解加工模拟及试验研究

掩膜电解加工是金属基底表面织构化的有效手段,为了实现在轴套内表面阵列微结构的加工,进行了活动掩膜电解加工方法的仿真与试验研究。建立了活动掩膜电解加工有限元计算模型,通过数值计算分析了图形分布均匀性及掩膜厚度影响电流密度分布的规律和机理。结果表明:采用掩膜和阴极一体化的这种特殊电极结构形式,加工非均匀占空比图形时更有利于得到一致的加工深度;通过控制掩膜厚度与图形特征尺寸的关系,可以控制所加工的微结构底部形状。以仿真计算结论为依据进行了掩膜电解试验优化,并采用优化的工艺参数在轴套的内表面加工出了直径为100μm的微坑阵列。     

砂带磨削加工表面粗糙度预测与验证

为了研究砂带磨削过程中主要工艺参数对磨削表面粗糙度的影响规律,建立了砂带磨削工件的表面轮廓模型,通过对砂带磨粒运动轨迹的研究分析,由单个磨粒的运动方程建立多个磨粒的运动方程。采用单因素试验法,由仿真软件合成磨削加工表面的三维形貌与粗糙度值的变化趋势,通过建立表面粗糙度回归数学模型与叶片磨削试验进行理论分析验证。结果表明,不同工艺参数磨削后工件表面粗糙度的仿真值与试验结果吻合度较好,为实际砂带磨削工艺参数的选择和优化提供理论依据与参考。     

UV-LIGA和微细电火花加工技术组合制作三维金属微结构的研究

研究了UV-LIGA和微细电火花加工技术组合制作三维金属微结构的工艺方法。首先通过UV-LIGA制作二维金属微结构,再对该微结构进行微细电火花加工得到三维金属微结构。该方法具有加工精度高、可实现自由曲面三维金属微结构制作的优点。制作出了局部为梯形凸台和锥形凹槽三维微结构的镍模具。分析了微细电火花加工中放电参数对表面粗糙度的影响,通过减小放电电压和电容的方法降低了表面粗糙度。     

基于热力耦合模型的切削加工残余应力的模拟及试验研究

航空精密薄壁零件具有复杂的型腔结构,切削加工残余应力是薄壁零件精度稳定性的重要影响因素,因此必须对切削加工残余应力进行研究。根据热—弹塑性有限元理论,建立切削加工三维有限元模型,对航空铝合金材料Al2A12进行切削加工非线性弹塑性有限元模拟分析,对切削加工表面残余应力进行预测和计算。通过有限元分析,得到不同切削参数、刀具参数条件下的已加工表面残余应力的模拟结果,并对结果进行比较分析,得到各个因素对工件已加工表面残余应力的基本影响规律;进行不同加工工序条件下的切削加工残余应力的有限元模拟,在加工表面已有一次切削加工残余应力分布的情况下,进行二次切削加工有限元模拟,得到二次切削加工对工件已加工表面残余应力的影响规律;并且进行不同切削参数对残余应力影响的试验研究,验证有限元模型的正确性。     

流动磨料电解研磨复合工艺的研究

本文介绍并分析了流动磨料电解研磨复合镜面加工工艺获取镜面的机理，针对SUS304不锈钢的镜面加工研究了各工艺参数对加工过程的影响规律，得出了在多因素影响的情况下表面粗糙度参数值Ra与各工艺参数之间的关系式。     

铝基金刚石精密磨削工艺实验研究

铝基金刚石新型复合材料是我国航天、电子封装等领域不可或缺的材料,但对其精密加工十分困难。采用ELID磨削技术对铝基金刚石进行精密磨削加工试验研究,探究不同磨削工艺参数对铝基金刚石加工表面质量的影响规律,并对各因素工艺参数进行优化。得出磨削深度9.3μm,砂轮线速度36 m/s,占空比63.7%电解电流11.5 A的最佳工艺参数组合,加工出表面粗糙度Ra=149 nm的表面。     

基于正交试验的铣削参数和刀具磨损对表面粗糙度的影响研究

切削加工表面粗糙度对零件的使用性能有重要影响,而加工过程中的工艺条件又是影响表面粗糙度的主要因素.利用正交试验方法安排铣削试验,通过方差分析等方法进一步分析切削参数和刀具磨损对表面粗糙度的影响规律,确定影响表面粗糙度的主要因素,为合理选择切削加工工艺条件提供理论依据.     

陶瓷材料超声波辅助蠕动磨削工艺参数优选试验研究

为探索利用小直径磨轮对陶瓷叶片型面进行数控展成型面超声磨削,通过对Al2O3陶瓷进行蠕动磨削和超声波辅助蠕动磨削对比试验研究,分析各加工参数对磨削表面质量的影响规律,优选工艺参数.结果表明:蠕动磨削和超声波辅助蠕动磨削所获得较低表面粗糙度值的优选工艺磨削参数均相同,但工艺参数对加工表面粗糙度的影响顺序不同;工艺参数对表面粗糙度的影响规律均相同,且存在着最优工艺参数,但在相同的工艺参数下,蠕动磨削所获得的表面粗糙度值一般均低于超声波辅助蠕动磨削.     

不同电规准条件下硬质合金电火花加工性能的研究

通过对硬质合金材料的电火花加工试验,研究了脉冲宽度、峰值电流等电参数对加工效率、电极损耗、加工表面粗糙度等加工性能的影响规律,并分析了其作用机理,提出通过合理配置电参数以改善硬质合金加工性能的工艺原则。