基于BSO算法的TA7电火花成形加工多目标优化

针对现有电火花机床上没有钛合金加工电规准的问题,设计中心组合实验,综合考量空载电压、峰值电流、脉冲宽度以及脉冲间隔对TA7电火花加工材料去除率、表面粗糙度和电极损耗率的影响。建立材料去除率、表面粗糙度和电极损耗率的预测模型。为了同时兼顾材料去除率、表面粗糙度和电极损耗率这三个相互矛盾的工艺目标,建立工艺目标优化模型,设计头脑风暴算法对优化模型进行求解。对优化结果进行验证:材料去除率、表面粗糙度和电极损耗率的实测值与优化结果的平均相对误差分别为5%、4.7%、5.5%。验证结果表明头脑风暴算法可以有效的获得TA7钛合金电火花加工的最佳工艺参数。     

电流变抛光工艺研究

研究了电流变抛光工艺参数对工件表面粗糙度的影响。用SiC和Al2O3磨料分别对硬质合金和光学玻璃进行了抛光试验，考察了抛光时间、工具电极转速、电源电压、磨料浓度等工艺参数影响工件表面粗糙度的规律。试验结果表明，随着抛光时间、工具电极转速、电源电压的增加，工件表面粗糙度逐渐降低。随着磨料浓度增加，工件表面粗糙度先降低后升高。对于表面粗糙度而言，磨料浓度存在一个最佳值。     

微喷砂处理对AlTiN涂层刀具表面性能的影响研究

涂层刀具以其自身的优势广泛应用于制造业中,而表面处理能够提高刀具表面性能;其中,微喷砂处理技术能够实现刀具性能的提升。选取Al_2O_3、ZrO_2两种喷料针对AlTiN涂层刀具进行微喷砂试验,探究微喷砂对AlTiN涂层刀具表面形貌、表面粗糙度以及残余压应力的影响;研究表明:喷砂时间过长或喷砂压强过大会冲蚀掉部分AlTiN涂层,影响刀具切削性能,增大表面粗糙度值;而合适的喷砂参数(喷料种类、喷砂时间和喷砂压强)能够减小表面粗糙度值并且增加表面残余压应力。该研究能够为微喷砂的参数设定提供指导性意见,有助于推动涂层刀具表面处理技术的发展。     

基体表面的分数维对电弧喷涂层结合强度的影响

研究了不同喷砂角度下２０钢基体表面的粗糙度和分数维的变化及其对电弧喷涂层结合强度的影响,结果发现,不同角度喷砂处理对２０钢基体表面的平均粗糙度影响不大,而基体表面的分数维则受喷砂角度的影响。并且存在一个最优喷砂角度,此时基体表面形貌的分数维最大,电弧喷涂层的结合强度值也最大。     

基体表面纳织构化对AlCrN涂层刀具界面结合强度影响的研究

为了探讨基体表面不同预处理工艺对涂层界面结合强度的影响,利用研磨抛光、喷砂和织构化等三种不同的预处理工艺对基体表面进行处理后涂覆Al Cr N涂层,制备出三种不同的Al Cr N涂层试样。对试样进行划痕试验,研究并比较各试样的界面结合强度。研究结果表明:与研磨抛光和喷砂两种预处理方式相比,织构化工艺能在基体表面有效加工出规则、连续的纹理,增加基体表面的粗糙度,有利于增加涂层与基体间的界面结合强度。     

表面处理新工艺—液体喷砂(丸)技术

液体喷砂机的基本原理是利用磨液泵将具有一定浓度的磨液(砂水混合物)靠泵压或同时加压缩空气增压,从喷枪的喷嘴中高速喷出,对零件表面进行加工,达到表面清理强化或光饰的目的,此工艺不损伤零件尺寸精度,表面粗糙度值可降低1～2级,加工时不产生粉尘,从根本上消除了干式喷砂工艺粉尘对工人的危害。液体喷砂磨料消耗量小,使用成本较低。     

新型金属管道内壁喷砂除锈装置的设计

研究设计的新型喷射装置有独特的喷头结构和形状 ,用于金属管道内壁喷砂除锈 ,质量达到瑞典工业标准Sa2 5级 ,效率达到 30m2 /h以上 ,喷嘴寿命接近 1 0 0 0h ;在喷砂除锈的同时能在金属管道表面形成一定的表面粗糙度 ,从而提高了涂覆防腐层的附着强度。与传统的酸洗除锈工艺比较 ,应用该新型喷射装置进行喷砂除锈 ,综合优越性突出 ,可望在石油、化工、造船、冶金、机械等领域内得到广泛应用。     

新型金属管道内壁喷砂除锈装置的设计

研究设计的新型喷射装置有独特的喷头结构和形状,用于金属管道内壁喷砂除锈,质量到达瑞典工业标准的Ｓａ２．５级,效率达到３０ｍ＾２／ｈ以上,喷嘴寿命接近１０００ｈ;在喷砂除锈的同时能在金属管道表面形成一定的表面粗糙度,从而提高了涂覆防腐层的附着强度。与传统的酸洗除锈工艺比较,应用该新型喷射装置进行喷砂除锈,综合优越性突出,可望在石油、化工、造船、冶金、机械等领域得到广泛应用。     

高速走丝线切割中电极丝对加工表面粗糙度的影响

工件的表面粗糙度是高速走丝线切割中一项重要的加工工艺指标.本文主要从电极丝的直径大小、走丝速度、变频进给速度、张力、换向次数和垂直度,对高速走丝线切割加工工件的表面粗糙度进行了分析.并结合生产实际,介绍了如何合理的选用电极丝的各参数.     

电极表面粗糙度对检测电容的影响

平行板电容是大多数MEMS传感器件的核心检测结构.考虑随着检测电极间距的减小,电极表面粗糙度会对其空间电场分布产生影响,本文研究了电极表面粗糙度对检测电容性能的影响.建立了单粗糙电极的平行板电容器模型,并采用有限元法分析了表面粗糙度和边缘效应对静电场分布的影响;针对粗糙表面增大了电极存储电荷的能力,对粗糙表面的平行板电容器计算公式进行了修正.采用原子力显微镜对不同粗糙度的样本进行了表征,实验和仿真结果表明:减小两电极之间的距离,增大检测电极的表面粗糙度,可以显著增大检测电容.当检测电极的粗糙度从0.063 nm增加到60 nm时,平行板电容器电容值增大了9.0％.结论显示,增大MEMS电容器两电极的表面粗糙度,可以有效地增大MEMS器件的检测灵敏度.     

不同电极材料对电火花加工表面粗糙度影响的试验研究

为了研究不同电极材料对加工表面粗糙度的影响,选用紫铜、石墨和钨铜合金三种电极,在煤油和混粉介质两种工作液中,设定电压为35V、脉冲宽度和脉间宽度均为50μs,用1A、5A、10A、15A等四种电流进行试验,对比分析加工工件的表面粗糙度,得出在煤油介质中紫铜电极加工的表面粗糙度最小、混粉介质中钨铜合金电极加工效果最好的结论;对表面形态和再铸层分析,得出石墨电极加工因再铸层区域厚导致表面粗糙度较大、钨铜合金电极加工的再铸层厚度较小使得表面粗糙度值较低等结论,为生产实践中电极材料选择提供试验依据。     

大面积混粉电火花镜面加工技术的实验研究

对大面积条件下的混粉电火花镜面加工技术进行研究表明 ,加工时间、放电参数及电极表面状态都对加工表面粗糙度有一定的影响 ,通过采用合理的工艺参数 ,大面积下的混粉电火花加工表面粗糙度可达Ra0 .15μm ,所加工的三维型腔表面光亮、均匀 ,呈镜面反光效果     

电火花沉积工艺研究

电火花沉积工艺(ESD)是一种微弧焊工艺,电极材料沉积到基体表面,并与基体冶金结合形成涂层.本文研究了影响沉积层表面粗糙度的工艺参数,其中包括电容、电压、脉冲频率和保护气.通过试验得出,高电压、大电容可以产生高的能量,致使沉积率和表面粗糙度值增大,保护气可以减少材料氧化,使沉积层更光滑.     

电极超声复合混粉电火花加工TC4试验研究

为了提高电火花加工TC4合金的加工效率、表面质量,在混粉电火花加工的基础上设计了一套工具电极超声振动装置。以工件去除率MRR和表面粗糙度Ra为工艺指标设计了Box-Behnken试验,应用响应面法建立了加工参数与工艺指标之间的二次回归模型,分析了加工参数对工艺指标的影响;通过对比试验,得出电极超声振动使混粉电火花加工去除率平均值提高了29%;粗糙度Ra值降低22%。对去除率及表面粗糙度进行了多指标优化,参数最优组合为:电极直径为4mm,峰值为20A,脉冲间隔为39μs,铝粉浓度为15.3(g·L~(-1))。试验表明:在大脉冲环境下,电极超声混粉电火加工花仍能获得较好的表面质量。     

轴承钢内圆ELID磨削机理及工艺参数优化

针对轴承钢内圆传统磨削加工方式存在的精度低、烧伤及裂纹等缺陷,本文采用ELID精密镜面磨削技术对其进行试验研究。在ELID精密镜面磨削机理及钝化膜生成速率模型的理论指导下,通过采用二次通用旋转组合方法对影响轴承钢内圆表面粗糙度的各工艺参数进行ELID磨削试验设计。利用DPS数据处理系统软件对试验结果进行分析得到表面粗糙度二次回归数学模型及各工艺参数对表面粗糙度的单因素影响规律。利用Lingo软件优化得到轴承钢内圆ELID磨削最佳工艺参数为砂轮线速度30m/s、电解电压75V、电解间隙0.2mm、占空比50%,在此最佳工艺参数下,磨削轴承钢内圆可获得表面粗糙度为13nm的已加工表面。     

电极材料对电加工8418钢表面质量的影响研究

采用紫铜电极、Cu W70在变化的峰值电流(I)、脉冲宽度(ton)电参数下加工8418钢,研究电极材料及电参数对电火花加工表面质量的影响。测得了工件表面粗糙度、微观硬度、白层厚度、微裂纹,结果表明:采用紫铜电极加工时工件表面粗糙度(Ra)及白层厚度(WT)均比采用Cu W70时略大,但在精加工放电参数下,电极材料对表面粗糙度的影响区别并不明显。工件表面粗糙度与白层厚度随着峰值电流和脉宽的增大而增大,且峰值电流对白层厚度的增加起主要作用。显微硬度随着与工件表面距离的增大而急剧减小。在低放电能量时,两种电极加工的8418钢表面基本上没有微裂纹,质量较好;在中高放电能量时,紫铜电极加工的工件表面微裂纹的数量比Cu W70电极的要多,但裂纹宽度差别不大。     

基于正交试验分析的电火花放电磨削聚晶立方氮化硼复合片工艺

聚晶立方氮化硼(PCBN)材料具有高温抗热性和高硬度,是干式车削硬态材料的最佳选择,在黑色金属加工领域得到越来越广泛的采用。目前,电火花放电磨削加工是应用广泛的聚晶立方氮化硼焊接刀具加工方法之一。以GE公司PCBN复合片8200作为试样材料,采用正交试验法,在超硬刀具电火花磨削加工机床上加工PCBN复合片,结合扫描电镜观测、粗糙度仪测试,选取电极旋转线速度、峰值电流、脉冲宽度作为主要工艺参数,以材料去除量、电极损耗作为加工效率的评价指标,以样品加工表面粗糙度、变质层厚度作为加工质量评价指标,分析电火花放电磨削加工PCBN材料的工艺。试验结果表明:当电极旋转线速度60m/min、峰值电流2A、脉冲宽度20μs时,PCBN的去除量为1.1mm~3,电极损耗为3.2mm~3,PCBN样品加工面的表面粗糙度达到R_a0.8μm,变质层厚度为12μm,得到比较满意的加工效果。     

固结金刚石线锯锯切硅片的正交试验研究

对固结金刚石线锯锯切硅片的工艺参数进行了正交试验研究。分析了工件进给速度、锯丝线速度和锯丝张紧力对硅片表面粗糙度的影响,获得了基于降低硅片表面粗糙度的最佳工艺参数。在本试验范围内,最佳工艺参数为:工件进给速度为0.5 mm/min,锯丝张紧力为0.22 MPa,锯丝线速度为1.5~1.8 m/s。     

GCr15轴承钢的ELID超精密磨削工艺参数的优化研究

为探究GCr15轴承钢超精密加工的新途径,采用ELID精密镜面磨削技术对其进行试验研究。在ELID磨削原理及精密镜面磨削机理的指导下,采用二次通用旋转组合方法对影响GCr15轴承钢表面粗糙度的各工艺参数进行ELID磨削试验设计。首先利用DPS数据处理系统对试验结果分析得到表面粗糙度二次回归数学模型及各工艺参数对表面粗糙度的单因素影响规律,然后利用lingo软件优化得到GCr15轴承钢ELID磨削最佳工艺参数为砂轮线速度26.41 m/s,电解电压90 V,电解间隙0.2 mm,占空比53.59%,并在此最佳工艺参数的基础上磨削GCr15轴承钢,获得表面粗糙度为14 nm的已加工表面。     

舰船外表面涂层防护预处理技术的研究进展

针对舰船外表面涂层防护预处理技术研究现状进行综述,阐述各种涂层防护表面预处理技术的基本原理、工艺特点以及应用情况,介绍喷砂预处理工艺对基体与涂层结合强度的影响以及模拟仿真优化方面的研究成果,探讨喷砂预处理技术研究与应用中存在的问题,指出喷砂预处理技术未来的研究趋势。分析表明:对喷砂预处理工艺参数进行优化,可以增强基体与涂层的结合强度,提高基体表面清理效率,延长涂层的使用寿命。