GH3536合金的激光增减材复合3D打印工艺试验研究

针对GH3536合金,试验研究了激光选区熔化（SLM）与皮秒激光切割相结合的激光增减材复合3D打印工艺,探讨了工艺参数对打印零件尺寸和侧表面粗糙度值的影响规律,并打印了薄壁结构和小孔结构。结果表明：随着皮秒激光单脉冲能量的提高,打印尺寸和侧表面粗糙度值减小。打印尺寸随着扫描速度的提高略有增大,随着扫描次数的增加略有减小。侧表面粗糙度值随着扫描速度的提高,先由大变小,然后再由小变大。侧表面粗糙度值随着扫描次数的增加而减小,达到一定的扫描次数之后趋于稳定。与SLM相比,激光增减材复合3D打印的薄壁结构和小孔结构,其尺寸更接近设计尺寸。     

模具型面高速加工的切削载荷控制策略

铣削载荷波动是模具型面高速铣削加工中经常遇到的棘手问题。为了控制高速铣削过程中的切削载荷,提出了两种适用于立铣刀加工的载荷控制策略和一种适用于球头铣刀加工的切削载荷控制策略。加工实验表明,提出的高速铣削载荷控制策略简练有效。最后还介绍了一个已经应用于生产实践的高速铣削工艺策略。     

微织构刀具制备技术及加工性能研究新进展

近年来,随着可持续发展的兴起,国家对制造业提出了更高的要求,切削作为一种常用的加工手段,其刀具性能的提高也备受关注.在刀具表面制备织构是提高刀具性能的一项先进技术,该技术可以改善刀具的切削性能,从而提高基材的加工表面质量并延长刀具寿命.研究表明,刀具表面的织构通过减小刀具与切屑间的接触长度并改善摩擦条件,有助于降低切削力和切削温度;此外,织构还可以储存润滑剂,有助于实现微量润滑,从而使加工过程更加环保;因此,微织构刀具能有效缓解现有加工过程中存在的切削热过多和污染严重等问题.本文系统地综述了微织构刀具研究领域的最新进展,梳理了织构的制备技术,分析了微织构刀具的作用机理,总结了表面织构对刀具性能、切削性能和加工表面质量的影响以及微织构刀具的应用领域.最后指出了微织构刀具的发展趋势,希望能为微织构刀具领域后续开展深入研究工作提供参考.     

车削加工断屑技术研究进展

随着新型自动化车削设备的生产应用,连续切屑的缠绕堆积问题成为影响设备加工连续性的主要因素。本文概述了国内外针对车削加工断屑技术的研究进展,重点阐述了关于断屑槽、高压冷却方法和外加断屑结构的研究,并对每种方法的优点和局限性进行评价,根据车削加工技术发展特点,指出未来切屑折断技术的研究方向。     

计算空间点到细分曲面有符号最近距离的方法

针对在海量细分曲面数据中计算空间点到细分曲面有符号最近距离效率较低的问题,创建一个新的细分曲面数据结构,实现细分曲面的分片表示,进而采用分治策略控制计算规模.利用细分曲面面片网格拓扑结构特性,结合多分辨率采样技术,以空间点和细分曲面极限网格顶点的最近距离作为择优指标,在细分曲面面片中搜索距离空间点最近的顶点.以最近顶点的位置和法向建立参数直线方程,以此为基础,进行最近距离的误差分析和符号判断.结合局部细分技术,提高最近距离的计算精度.基于Catmull-Clark细分模式,通过实例验证了算法的可行性和有效性.与常规方法相比,该算法计算效率高、精度可控,算法原理适用于多种细分模式.     

复杂曲面加工过程中铣刀在线监测方法

在验证了铣削力与刀柄摆动电涡流位移信号之间存在线性关系的基础上,以机床主轴端部x,y方向的加速度信号二次频域积分结果作为刀柄摆动位移信号,提取积分位移信号的基频及其谐波信号作为监测信号,解决了电涡流位移传感器安装不便的问题,同时有效去除了干扰信号的影响。利用时域同步平均(time synchronous averaging,简称TSA)计算监测信号的一阶和二阶累积量,结合时域指标方差、偏斜度、峭度、绝对均值及有效值定量刻画累积量波形,通过设定阈值实现状态预警,较好地解决了复杂曲面加工过程中铣刀状态在线监测与预警的难题。     

基于占能比的铣削加工颤振在线监测研究

薄壁件的精加工阶段,由于刀具悬伸长,工件刚度低,加工中容易发生变形进而引起颤振。因此需要可靠的标准监测加工状态,判断加工参数是否合理。首先,采集加工中包含颤振现象的声压数据,分析颤振发生时域有效值及频域功率谱的特点,对比在不同状态的特征,并以这些特征作为监测的依据;然后,在颤振发生时能量集中频段转移,通过小波包分解后构造出反映这一特征的特征量;最后,以小波变换时频图作为状态判断依据,通过离线分析设定相关阈值,设置多重标准,满足时域有效值和频域占能比阈值要求后计算特征值,判断加工状态。验证结果表明,笔者所提出的方法可以准确识别颤振现象,同时表明声压信号可以反映颤振特征。阈值设定后,即可为后续加工在线监测提供判断标准,避免因加工参数选择不合理时对工件或机床造成损害。     

基于结晶收缩特性的连铸矩形坯成形曲线研究

针对传统连铸结晶器效率低、拉坯速度慢、铸坯表面及形状缺陷等问题,设计并加工了一种高效、高速、高质(Efficient,speedy and quality, ESQ)连铸结晶器内腔形线。基于矩形坯结晶器内传热和结晶收缩行为特性,推导并建立了结晶器铜管内腔形线几何模型,运算得到形线曲线表达式和锥度表达式。根据连铸坯热交换收缩组成模型,针对高碳钢材料大矩形坯规格修正原模型及表达式,将优化结果与钢厂传统形线对比分析。依托Matlab/GUI二次开发了结晶器形线尺寸输出系统,为现有钢厂设计并加工了230 mm×170 mm断面U71Mn钢种结晶器芯棒和铜管,保持其他连铸条件基本不变,使现有连铸机拉坯速度从1.1 m/min提高至1.6～1.7 m/min。结果表明,得到的连铸坯产品表面质量与原产品相近,且并无形状缺陷,验证了模型计算的合理性和正确性。相比于传统连铸结晶器内腔形线,新形线曲线提高了结晶器的换热效率,且保证了铸坯质量,这为增加连铸坯产量提供了基础。     

半刀宽插铣冲击力有限元分析与实验研究

半刀宽插铣是一种常见的型腔加工方式,在顺铣切入和逆铣切出时由于刀—屑接触宽度突变会产生较大冲击,严重影响刀具使用寿命。通过有限元计算与实验相结合的方式,对半刀宽逆铣加工中的冲击力学行为进行研究。以40Cr合金钢为研究对象,建立半刀宽逆铣有限元计算模型,根据加工中刀—屑接触宽度与切削力的变化特点,以刀—屑接触宽度发生突变对应时刻的切向力表征冲击力,采用极差分析法与单因素分析法研究各切削参数对刀具冲击力的影响规律,并通过实验验证了模型的有效性。实验结果表明,仿真与实验冲击力的相对误差在10%以内,证明该有限元模型可用于半刀宽插铣冲击力预测和切削参数优化;冲击力与插铣步距和每齿进给量成正比,随着切削速度的增加,冲击力先增加后减小。     

高温铝牺牲阳极在油田污水中的性能测试

牺牲阳极保护是阴极保护应用的一种重要方式，已广泛用于船舶、港口设施、海洋工程、埋地管线以及石化、电力、市政等领域。原油贮罐底部常常沉淀有一定量的原油污水，这类原油污水中往往含有大量电解质，极易对罐体产生腐蚀，所以采用牺牲阳极对其进行阴极保护十分必要。另外，由于原油贮罐在贮油过程中，根据工艺需要，常需要加温，