精密模锻工艺概况

精密模锻是从一般模锻逐步发展起来的一种少无切削工艺。它与一般模锻比较,具有下列优点:提高材料利用率;部分取消或减少切削加工;提高锻件的尺寸精度和表面质量;可以获得合理的金属流线分布,从而提高零件的承载能力。由于上述优点,对于量大面广的中小型锻件,如能采用精密模锻     

基于遗传神经网络的表面粗糙度预测模型

建立超精密切削表面粗糙度预测模型是分析各切削参数对表面粗糙度影响和提高切削效率的关键,针对最小二乘法和传统反向传播神经网络等参数辨识方法的不足,提出将遗传算法优化的反向传播神经网络应用于超精密切削表面粗糙度预测模型的参数辨识中,得出采用金刚石刀具超精密切削铝合金的表面粗糙度预测模型,并与传统的参数辨识方法比较。实验结果表明该方法能更有效的辨识表面粗糙度预测模型,可为超精密车削加工表面质量的控制提供帮助。     

切削深度对超精密切削过程影响的有限元分析

基于大变形有限元理论和更新的拉格朗日方程式 ,建立了热耦合的平面应变正交切削有限元仿真模型。采用通用的商业非线性有限元软件 ,对无氧铜超精密切削加工过程进行了仿真 ,研究超精密切削过程中切削深度对切削力、残余应力、等效应力、等效应变和切削温度的影响。通过对超精密切削有限元仿真结果的分析 ,可以优选出合理的切削参数。     

精密切削过程三维有限元分析

采用有限元方法模拟三维精密切削过程,包括三维正交切削和三维斜角切削。切屑和刀具的摩擦应力采用修正库仑摩擦方程来计算,工件的流动应力是应力、应变、应变率和温度的函数,采用局部网格重划分技术。通过三维切削模拟可以获得在不同刃倾角精密切削过程的条件下切屑形状、切削力和切削温度场的分布情况。仿真结果表明:刃倾角对主切削力和切深抗力影响不大,但对切屑形状、进给抗力和切削温度场分布影响较大。     

激光超声复合加工硬质合金的切削特性研究

研究了激光加热与超声椭圆振动复合切削条件下,使用CBN(立方氮化硼)刀具对硬质合金材料进行精密加工的切削特性。利用有限元仿真,分析硬质合金材料在普通切削、一维超声振动切削、超声椭圆振动切削与激光超声复合切削4种切削方式下的切削力变化特征。采用超精密车床与YAG激光器、自主研发的超声振动装置等辅助设备,实验研究了激光超声复合精密加工硬质合金的切削特性。通过一系列的对比实验,分析切削参数,如切削速度、切削厚度,对切削力的影响规律。仿真与实验结果表明,由于加工材料的软化和断续切削,激光超声复合辅助加工显著地降低了切削力,硬质合金的切削加工性能得到显著改善,通过工艺参数的优化,可以实现硬质合金的精密加工。     

复杂型面小零件精密切削技术研究

随着科技的飞速发展,形状曲面复杂的小零件精密切削加工技术不断完善。微小零件的尺寸小、型面复杂、加工精度高,对加工技术的要求很高。精密切削是一种高效的微加工技术,可以适用于多种类型的工件切削加工。基于此,探讨了复杂型面小零件精密切削加工设备,重点分析了加工刀具的选用、影响加工质量的因素以及精密切削道具线路规划和参数选择等工艺问题。     

基于遗传算法工具箱的精密车削表面粗糙度预测

通过优化切削参数(切削速度、进给量和切削深度)可以获得精密车削马氏体3J33最佳表面粗糙度。切削试验采用二次旋转组合设计的方法,使用谢菲尔大学研究的遗传算法工具箱所获得的在特定约束条件下表面粗糙度预测模型,应用遗传算法对切削用量对表面粗糙度的优化计算,并将其结果和非线性优化计算结果进行比较,两种计算结果基本吻合。本文的目的在于在特定切削参数条件下预测表面粗糙度。     

激光超声复合加工硬质合金的切削力理论与试验

为了实现硬质合金的延性域加工,研究激光加热与超声椭圆振动复合切削条件下,使用CBN(立方氮化硼)刀具对硬质合金进行精密加工的切削特性。分析硬质合金在普通切削、超声椭圆振动切削与激光超声复合切削三种切削方式下的切削力变化特征,建立激光超声复合切削的切削力理论模型,采用超精密车床与YAG激光器、自主研发的超声振动装置等辅助设备,试验研究激光超声复合精密加工硬质合金的切削特性。通过一系列的对比试验,分析切削参数,如切削速度、切削厚度对切削力的影响规律。理论模型与试验结果表明,由于硬质合金的软化和断续切削,使得激光超声复合辅助加工显著地降低了切削力,硬质合金的切削加工性能得到显著改善,通过工艺参数的优化,可以实现硬质合金的精密加工。     

基于遗传算法的超精密切削表面粗糙度预测模型参数辨识及切削用量优化

建立易于分析各切削用量对粗糙度影响关系的表面粗糙度预测模型和最优的切削用量组合,是超精密切削加工技术的不断发展的需要。针对最小二乘法和传统优化方法的不足,提出了将遗传算法用于超精密切削表面粗糙度预测模型的参数辨识,并用于求解最优切削用量,给出了金刚石刀具超精密切削铝合金的表面粗糙度预测数学模型和切削用量优化结果,进行了遗传算法和常规优化算法的比较,结果表明遗传算法较最小二乘法和传统的优化方法更适合于粗糙度预测模型的参数辨识及保证切削用量的最优。     

超精密切削时刀具切削刃的作用机理分析

分析了金刚石刀具切削刃的切削作用、脆性材料超精密切削时切屑形成机理；对金刚石刀具切削刃钝圆半径、切削厚度、切削角三者之间的关系进行了描述。结果表明：脆性材料可以实现塑性域超精密切削加工；控制切削参数可以加工出满足要求的表面粗糙度和表面波纹度，为生产实际提供可靠的工艺条件及技术参数。     

SPDT超精密切削时切削变形与切削力的研究

研究了超精密切削时，单晶金刚石刀具与工件间的摩擦系数、刀具锋锐度、切削厚度等对切削变形系数、切削力及加工表面质量的影响。作者认为在超精密切削时，要提烹加工表面质量，优选金刚石刀具的晶面方向、提高金刚石刀具的锋锐度是十分重要的，在超精密切削单晶材料时，工件晶面的选择也是十分重要的。     

光学脆性材料的金刚石切削加工

重点对脆性材料的超精密研磨、抛光加工技术及超精密磨削加工技术和超精密切削加工技术进行了分析研究。分析表明,硬脆材料光学元件主要应进行超精密研磨、抛光及超精密磨削加工;软脆材料光学元件主要应进行金刚石切削加工。对软脆材料金刚石切削进行了试验设计,指出了光学脆性材料的金刚石切削加工过程不同于金属加工过程,通过控制切削条件可以实现脆性材料塑性域加工,提高光学脆性材料的表面加工质量。     

超声振动精密切削振幅对工件尺寸误差的影响

精密超声振动切削是将一定振幅的高频振动添加到刀具的运动过程中的一种加工方式,具有切削力小,加工精度高,加工表面质量好等特点。采用动力学分析方法利用二自由度的振动切削工件-刀具系统模型,并借鉴普通切削中对切削力的分析方法,首次从理论上实现了对振动切削中刀具振幅对工件变形影响的研究,并采用数值模拟的方法给出它的变化规律:在精密振动切削使用的振幅范围内,刀具振幅的变大会使工件的净位移减小、进而使工件的尺寸误差减小。同时,给出了不同刀具前角、切削速度和切削深度条件下,工件尺寸误差随振幅变化的规律。     

晶粒对多晶材料超精密切削影响的研究进展

多晶材料是一类广泛应用于超精密切削加工的工件材料。在超精密切削中,每转进给量、切削深度等工艺参数与多晶材料的平均晶粒尺寸接近,而不同晶粒之间的力学性能存在显著差异,因此晶粒对超精密切削加工过程有重要影响,甚至成为影响多晶材料超精密切削表面加工质量的关键因素。围绕该问题,针对多晶材料超精密切削加工中晶粒的影响进行综述。首先评述了晶粒对表面粗糙度影响的研究进展,重点介绍了晶界台阶现象及其影响因素;其次评述了晶粒对切削力影响的研究进展,分析了几种考虑晶粒影响的切削力模型;最后总结了超精密切削中控制晶粒影响的方法,并简要分析了相关领域的发展趋势。上述研究进展对提高多晶材料超精密切削的加工质量具有参考意义。     

振动切削机理研究及应用

提出机床传统切削存在的问题及振动切削对机床研究的重要性，介绍了振动切削的机理，特点，并指出振动切削的研究是精密切削和超精切削的一个重要的发展方向。     

微小型薄底零件的轴向车铣实验研究

研究跨尺度微小型薄底零件的轴向车铣加工过程中,切削参数对表面粗糙度和切削振动的影响规律。在选择的切削用量范围内,采用正交实验法对切削参数进行了优选实验,对切削振动和表面粗糙度进行了检测。实验结果表明,在精密微小型车铣复合加工机床上进行跨尺度微小型薄底零件的加工,采用匹配的切削参数可以获得较好的表面粗糙度。     

日本在超精密加工机床上应用空气轴承的现况

本文介绍了作者于1982年11月,参加我所考察超精密加工技术的代表团去日本,了解到的日本在超精密加工机床上应用空气轴承和气浮导轨的情况.本文谈到日本和美国有关的公司认识到空气轴承的有些性能优于液体静压轴承,则在超精密加工机床上采用了空气轴承,收到了良好的效果.我们看到东芝机械株式会社制造的UFC—200P型超精密加工机床,就是采用了空气轴承.在此机床上,经过用金刚石进行超精密切削加工得到的激光镜的精度已达到0.06μm的平面度和0.01μm的表面光洁度.采用空气轴承的超精密加工机床,其精度高、刚度也足够、附加设备少、使用方便、造价低,所以很受欢迎.东芝机械株式会社生产有各种类形不同尺寸的空气轴承作为商品在出售,日立精机株式会社也制造了采用空气轴承的超精密切削机床,用于切削电子计算机磁盘.还有不二越株式会社和日本精工株式会社也有空气轴承主轴和导轨的产品.我们看到,日本几个单位用空气轴承的超精密加工机床加工出来的部件的精度和表面光洁度都很高.日本在这方面虽然比美国起步的晚,但由于急起直追,可以说日本在这方面的水平已赶上美国的水平,这并不过份.     

黑色金属的超低温金刚石超精密切削

黑色金属的超精密切削问题一直是超精加工领域中未能解决的难题。本文提出了在超低温状态下用天然金刚石单晶车刀超精密切削黑色金属的新工艺,为解决这个难题开辟了新的途径。实验结果表明,在超低温状态下,金刚石车刀切钢时的急剧磨损可以有效地被抑制,刀具寿命增加,从而使黑色金属的金刚石超精密切削成为可能。     

超精密切削机理的流体力学分析模型

随着加工硬件性能的提高 ,有色金属的超精密加工技术已相对成熟。但是对微小切削深度时的加工过程还没有建立起比较满意的模型 ,因为还没有深刻了解超精密加工机理。本文提出了基于流体力学的超精密切削模型 ,考虑了切削刀具几何形状 (包括切削刃半径 )、后刀面工件材料弹性回复的影响。使用该模型可以预测超精密加工过程中刀具刃口的影响、尺寸效应、切削力以及切屑的卷曲半径和刀 -屑的接触长度等。     

精密模锻工艺的发展趋势及应用

1.概述 与普通模锻相比,精密模锻能获得表面质量好、加工余量少和尺寸精度较高的锻件。主要应用在两个方面:一是精化毛坯,即利用精锻工艺取代粗切削加工工序;二是精锻零件,即通过精密模锻直接获得成品零件。目前,完全精锻零件,仅限于一些结构简单的回转体类零件,而对于结构复杂的零件,如齿轮,则只将齿形直接成形为最终形状和尺寸精度,其余部位仍采用切削加工的方法生产。