18CrNiMo7-6钢渗碳仿真扩散系数模型的研究

基于DEFORM-HT软件,对18CrNiMo7-6钢的气体渗碳工艺进行数值模拟:研究了两种不同的扩散系数模型对合金钢渗碳过程的影响,即考虑温度、碳原子的模型D(T,C)和考虑温度、合金元素、碳原子的模型D(T,M,C);并对3种不同渗碳层深度的渗碳工艺进行数值仿真以及试验验证。用机械剥层法测量3种渗碳工艺的碳含量沿深度的分布,并与仿真结果进行对比,发现采用D(T,M,C)模型的仿真精确度更高;但当渗层深度达到4 mm时,表层碳含量的试验结果与模拟相差较大,这是由于Cr、Mo等元素在长时间渗碳过程中与碳原子结合形成大量的碳化物,进而降低了碳原子的扩散系数,同时也导致试样的表层碳含量达到1. 0%,高于渗碳工艺最后一段的环境碳势0. 8%。     

CBN砂轮高速磨削条件下工件表面质量的综合控制

考察了ＣＢＮ砂砂轮高速磨削条件下工件表面质量的变化情况，提出了在不同磨削速度域工件表面质量的变化倾向及主要影响因素，对在实际磨削条件下表面质量的综合控制提出了相应的措施。     

基于多晶体模型的18CrNiMo7-6合金钢本构参数确定

近年来考虑材料微结构不均匀性的晶粒几何模型和晶体塑性有限元方法备受关注。为了获得18CrNiMo7-6合金钢的本构参数,基于晶体塑性有限元方法对材料的晶体塑性参数进行了研究,采用晶体率相关硬化模型,基于多晶体有限元方法对晶体的塑性参数进行了敏感性分析,确定了参数变化的范围,并给出了一个代价函数,对有限元仿真结果进行处理,确定了一组最优的塑性参数组合。利用拉伸试验对计算结果进行了校准,结果表明模拟得到的应力-应变曲线和试验曲线吻合得较好,可为后续微结构引起的不均匀应力集中分析提供必要的材料参数,具有重要的实际意义。     

超声滚压18CrNiMo7-6齿轮钢表面变质层性能分析

研究了18CrNiMo7-6齿轮钢超声滚压后表面变质层的性能和加工工艺。分别运用三维表面形貌测量系统、显微硬度计、超景深三维显微系统和高速大功率X射线残余应力分析仪等工具观察试样加工前后的表面变质层变化,并采用单因素试验分析试验数据,研究超声滚压工艺参数对试样表面变质层的影响。结果表明:经过超声滚压加工,表面粗糙度由未经超声滚压处理的3. 003μm减少到0. 468μm,显著的加工硬化在该材料表面形成,表面显微硬度从最开始的360. 9 HV升高到442. 9 HV,升高了22. 7%,高硬度层达到了300μm;平整的表面在超声滚压加工后出现;在距离表面40μm处残余压应力形成峰值,其值约为-790. 97 MPa。超声滚压技术显著提高了材料的变质层性能。     

高速磨削下的变速磨削研究

在湖南大学“三高磨削”（高速、高效、低粗糙度磨削研究）的基础上，将“用变速切削抑制再生颤振”的原理引入高速磨削这一领域。通过砂轮变速、工件变速、砂轮与工件同时变速等不同的磨削方式，借助方差分析和均方频率分析，揭示了变速磨削对于高速磨削颤振的抑制效果。     

基于正交试验的面齿轮磨削表面质量研究

磨削表面质量直接影响面齿轮的使用性能。在正交面齿轮磨削正交试验结果的基础上,采用极差分析法,得出了砂轮转速ns、工件进给速度vw、磨削深度af对磨削表面粗糙度Ra的影响规律,并得到了参数优选方案;采用多元线性回归方法,建立了表面粗糙度与磨削参数之间的关系预测模型,实验验证了该模型具有较好的准确性。利用金相显微镜对面齿轮磨削表层金相组织进行检测分析,得到齿面残余奥氏体量实验设计矩阵及结果;采用二次响应曲面法,建立了磨削表面残余奥氏体量的预测模型,该模型检验的显著性明显,可对残余奥氏体量进行预控。     

硬态车削工艺对18CrNiMo7-6钢表层硬度及微观组织的影响

为了探究18CrNiMo7-6钢硬态车削工艺参数对加工硬化及金相组织的影响,采用PCBN刀具对18CrNiMo7-6钢漏斗形疲劳试样硬态车削圆弧段时的主轴转速n、背吃刀量a_p和进给速度v_f进行了单因素实验研究。运用显微硬度计和超景深三维显微系统表征了试样在不同工艺条件下的表层硬度、加工硬化影响深度及微观组织。研究结果表明：硬态车削为漏斗形疲劳试样的圆弧段造成了一定的加工硬化,硬化影响层深度为120～200μm,加工硬化程度为4.31%～8.27%。在试验条件下,随着n的增大,试样的硬化程度先增大后减小,硬化影响层深变化不大;随着a_p增大,试样的硬化影响层深和硬化程度都逐渐增大;v_f对试样的加工硬化程度先增大后减小,对硬化影响层深没有明显规律;随着径向深度的增加,试样金相组织发生变化,且硬度值逐渐下降,车削工艺参数对试样表层金相组织的影响很小;当n、a_p及v_f分别为1 200 r/min、0.15 mm、 50 mm/min时,试样表层出现软化现象,高碳马氏...     

超声辅助磨削淬硬42CrMo钢表面质量试验研究

淬硬42CrMo钢以其高强度、高韧性、优异的淬透性,适用于制造多种高载荷、交变载荷、高精密等多因素疲劳损伤失效的零件。该材料硬度高,因此普通加工方式加工难度大,加工后表面应力不可控,表面质量差。超声辅助磨削在加工硬脆材料方面具有优异性能,本文采用轴向超声振动辅助磨削方式以及普通磨削方式对淬硬42CrMo钢进行加工试验,使用各种测量仪器测量两种磨削后的42CrMo表面质量并观察分析。结果表明,两种方式加工后工件表面均有残余压应力,超声辅助磨削加工后工件表面残余压应力提高11.0%～30.8%,形貌优于普通磨削加工的粗糙度降低约80%,显微硬度高于普通磨削约10%。     

铝合金连杆大端孔高速切削表面质量的试验

在高速切削过程中,切削速度、进给速度是影响加工表面粗糙度的决定性因素．用PCD刀具对铝合金孔进行高速切削时,对不同切削参数下的表面粗糙度变化规律进行了理论分析和试验研究．通过试验确定的合理参数值可提高产品的加工质量．     

氮化硅陶瓷套圈内圆磨削表面质量的实验

目的 研究高速磨削试验下砂轮粒度、砂轮速度、磨削深度、工件速度等工艺参数对工程陶瓷材料磨削表面粗糙度的影响.方法 利用MK2710型数控内外圆复合磨床对工程陶瓷内表面进行磨削加工,并利用Surtronic 25接触式粗糙度测量仪进行表面粗糙度的测量,得到不同磨削工艺参数下的表面质量.结果 单一因素试验分析得出表面粗糙度随着砂轮粒度的变小而降低,随着砂轮线速度增加而降低,随着工件转速的增大而减小,随着磨削深度的增大而增大;通过正交试验的分析得出,与工程陶瓷表面粗糙度关系最大的为砂轮粒度,其次为砂轮速度和磨削深度,工件速度影响最小.结论 揭示了砂轮粒度、砂轮速度、磨削深度、工件速度对工程陶瓷表面粗糙度的不同影响,确定了最佳磨削工艺,并且进行试验验证,为工程陶瓷材料磨削加工提供了依据.     

磨削力的试验研究

分析了国内外切削理论教材中有关磨削力的计算公式。指出了国内高校现有教材中存在的错误。利用自制的各种测力仪,对磨削力计算公式进行了试验研究,并提出了准确度高、实用性好的计算公式,对提高磨削生产效率、保证加工质量、降低成本提供了改进途径。     

低温微量润滑高速车削高强度钢表面质量研究

基于工艺参数优选结果,通过单因素试验分析不同切削环境和低温微量润滑环境下的切削参数(切削速度、进给量)、工艺参数(射流温度、切削油用量)对表面粗糙度、表面微观形貌、加工硬化和残余应力的影响及原因。结果表明,低温微量润滑环境可有效降低表面粗糙度,改善表面微观结构,减小加工硬化程度和残余应力;进给量减小和切削速度增加可以减小表面粗糙度和加工硬化,残余应力随进给量增加呈波动变化,随切削速度的增大呈增大趋势;加工硬化程度和残余应力均随射流温度的减小和切削油用量的增大呈先减小后增大趋势,在射流温度T=-45℃,切削油用量Q_o=20 ml/h时达到最小值。     

基于PMAC下异型截面高速精密磨削控制系统

目的 使驱动砂轮工作的横纵向进给机构在磨削过程中快速响应控制系统并能够准确定位,获得精密的砂轮运动轨迹,保证零件的加工精度.实现非圆磨削中砂轮主轴的恒速切削.方法 设计了一套基于可编程多轴运动控制器(PMAC)的自动控制系统,利用PMAC的定位误差补偿功能实现对进给直线电机的控制,同时通过砂轮主轴的直接转矩控制方法来满足异型截面磨削加工的要求.结果 使伺服机构获得高的动态性能以及准确的定位精度.同时提高了高速电主轴的动态响应速度,达到宽调速范围以及实现工件主轴的准位、准速.结论 利用PMAC的误差补偿功能可以实现定位误差的软件补偿,避免了对机床硬件设备的改造,有效地提高直线电动机的定位精度.高速电主轴的直接转矩控制系统能够较好地对高速电主轴进行转速、转矩控制.     

高速高效磨削理论研究和磨削温度预测、在线监控

应用比磨削能磨削理论，分析高速高效磨削中的成屑机理与能量消耗，提出产生磨削热的原因，磨削区温度的预测与在线监控方法。具有一定的应用价值，可供从事磨削研究的相关工程技术人员参考。     

高速走丝模具钢气中线切割加工表面质量研究

为了提高电火花线切割精加工的精确度,采用高速走丝气中电火花线切割加工方法,对模具钢加工表面质量进行了实验研究,并和乳化液中的线切割加工表面质量进行了比较.实验结果表明,与传统线切割加工相比,气中线切割加工具有良好的直线度和高加工速度(金属去除率)等特点.当走丝速度提高时,气中及液中加工的直线度都明显变差,加工速度均降低,工件的表面粗糙度值均增大.随着工作台进给速度的提高,气中加工的加工速度呈现上升趋势.     

水-力耦合条件下玄武岩声发射特征试验研究

开展玄武岩水-力耦合室内三轴试验,通过传感器接收玄武岩在破坏过程中所释放的声发射信号,基于声发射事件率、主频以及上升时间与最大振幅比值（ratio of rise time to maximum amplitude, RA）-平均频率（average frequency, AF）来研究玄武岩在水-力耦合作用下的声发射特征。水-力耦合作用下玄武岩破裂过程中的声发射事件率随着水压增大在峰后阶段表现得更为集中;声发射主频信号呈带状分布,主要集中于中频段（75～200 kHz）,水压增高对小尺度的裂纹扩展有一定的促进作用;RA-AF值说明玄武岩内部裂纹扩展过程表现如下：张拉破坏→剪切破坏为主、张拉破坏为辅的局部剪切破裂面→宏观剪切破裂面;基于声发射三维定位,发现随着水压增大岩石内部破坏程度加剧,裂纹数量增加,宏观破裂角逐渐减小。     

高速铣削Ti6Al4V刀具磨损的试验研究

针对钛合金Ti6Al4V加工过程中产生的切削热导致刀具的快速磨损这一工艺难题,进行了不同冷却条件下的铣削加工实验。借助扫描电镜分析(SEM)、能谱分析(EDS)等分析手段,研究了刀具的磨损形态及磨损机理。研究表明,粘结磨损是加工钛合金过程中刀具的主要磨损形式,切削液的使用并不一定提高刀具寿命,而机床的稳定性能对刀具磨损有较大影响。