【摘 要】
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刀具表面微织构是改善刀具切削性能的重要结构设计,但是在刀具表面制备微织构非常困难.目前用于加工刀具表面微织构的技术有激光加工、离子束加工和电火花线切割等方式.在本次试验研究中,利用数控电火花线切割加工技术在硬质合金刀具表面制备微槽型织构,重点研究了脉冲宽度TON、脉停TOFF和电流IP三个电火花线切割参数对加工微槽织构尺寸的影响,从而控制电火花线切割加工刀具表面微织构.同时,采用最小二乘法建立微织构宽度与线切割各参数之间的预测模型.试验结果表明,用线切割技术制备的微织构尺寸可达到微米,满足了切削领域中微织
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刀具表面微织构是改善刀具切削性能的重要结构设计,但是在刀具表面制备微织构非常困难.目前用于加工刀具表面微织构的技术有激光加工、离子束加工和电火花线切割等方式.在本次试验研究中,利用数控电火花线切割加工技术在硬质合金刀具表面制备微槽型织构,重点研究了脉冲宽度TON、脉停TOFF和电流IP三个电火花线切割参数对加工微槽织构尺寸的影响,从而控制电火花线切割加工刀具表面微织构.同时,采用最小二乘法建立微织构宽度与线切割各参数之间的预测模型.试验结果表明,用线切割技术制备的微织构尺寸可达到微米,满足了切削领域中微织构刀具的尺寸要求;试验利用最小二乘法成功地建立了微织构宽度的预测模型;脉冲宽度、脉停和电流均对微织构的宽度产生影响,脉冲宽度是影响微织构宽度的主要因素.
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优化切削过程对降低微铣削刀具使用成本具有重要意义.由于微铣刀磨损迅速且具有较强的不确定性,传统的优化方案难以保证优化效果.为此,本文提出一种基于刀具磨损过程监测与控制的微铣削加工优化方案.通过分析切削参数对微铣削刀具磨损演化过程以及微铣刀磨损对切削性能的影响,构建微铣削加工过程的部分可观马尔可夫决策模型(POMDP),基于磨损监测信息,运用POMDP算法求解反馈调控切削参数的最优策略,控制刀具磨损过程,使微铣刀在其有限的寿命里被充分使用,并设计实验验证最优控制策略的有效性.实验结果表明,本文提出的基于刀具
在多晶体金属微切削加工中,刀具刃口钝圆半径与切削厚度及晶粒尺寸的数量级相当,相比于宏观切削,刀具的刃口钝圆半径对切削过程中的材料变形、切屑形成以及微结构演化等有显著影响.本文针对多晶体金属材料H70黄铜开展了系列正交微切削试验,通过高速摄像机记录完整的切屑形成过程,进而在位分析材料的塑性变形、微结构演化等,从而更加深入、全面考察金属微切削的本质特征.试验结果表明:H70黄铜在不同切削深度下剪切角的大小基本保持不变,切屑的形状始终为锯齿形切屑;微切削中存在沿晶断裂现象;在切削速度为500μm/s且刀具刃圆半
钛合金因密度小、强度高以及优良的耐腐蚀性被广泛应用于航空航天、化工、船舶等重要领域.本文通过对钛合金进行传统钻削和超声振动钻削两种方式的比较研究,重点对比了两种方法中刀具的运动特性,借助ABAQUS软件对不同主轴转速和进给速度下刀具轴向力分布进行仿真分析,试验结果表明:传统钻削和超声振动钻削刀具的轴向力均随着主轴转速的增大而减小,随刀具进给速度的增大而增大;但超声振动钻削相比传统钻削轴向力降低21％,孔壁毛刺现象得到较好改善.
加工过程中材料的局部相变会直接影响表面完整性的变化.本文研究了Ti-6Al-4V钛合金加工过程中相变与切削参数的关系,通过对Ti-6Al-4V合金进行铣削加工,分析了不同切削速度下铣削力的变化规律.分析了X射线衍射(XRD)图谱和扫描电镜(SEM)图像,研究了铣削参数对加工表面物相比例和塑性变形的影响.结果表明:加工表面发生了相变且XRD图谱中的峰值向右偏移;与基体相比,加工表面的α相比例减小,β相比例增加;在高速切削过程中,切削力、表面硬度和表面残余应力随切削速度的增加而减小,塑性变形层的厚度逐渐增大.
通过磨削加工试验,以022Cr钢为材料测得工件表面残余应力,并分析了工件表面残余应力的极差和方差.利用线性回归的方法建立了磨削加工表面的残余应力预测模型,分析了磨削阶段的机械应力变化特征.研究结果表明:工件表面残余应力主要受磨削深度的影响,其次是工件进给速度,砂轮转速的影响程度最低.根据F检验法可以发现,所有磨削参数都对工件表面残余应力产生了显著影响.通过磨削参数对残余应力的影响分析得到最优的参数范围:磨削深度15μm～20μm,砂轮转速20m/s.磨削表面最大机械应力与残余应力变化量随磨削参数增加形成了
The efficient utilization of computation and communication resources became a critical design issue in a wide range of net-worked systems due to the finite computation and processing capabilities of system components (e.g.,sensor,controller) and shared ne
采用微铣刀对芳纶纤维增强树脂基复合材料(AFRP)进行加工试验,对刀具磨损形式和形态进行系统研究,探索不同切削参数对刀具磨损的影响规律,分析微铣削AFRP时刀具磨损机理.结果表明:AFRP微铣削刀具主要磨损形式按顺序依次是刀尖破损、涂层脱落、磨粒磨损和工件材料粘结.切削速度对刀具磨损影响最大,刀具磨损量随切削速度的增大而增大,且随切削体积增加刀具磨损率越高,Vc=34.56m/min时可获得较小的刀具磨损和较高的加工效率;进给速度影响次之,刀具磨损量随进给速度的增大而减小,Vf=0.09m/min时刀具磨
钛合金作为在航空、航天等领域获得广泛应用的一种难加工材料,其高效切削一直是全球航空工业生产和科学研究的主要课题.为研究铣削参数和刀具角度对切削力、表面粗糙度以及材料去除率的影响,采用正交试验方法对TC4钛合金进行铣削试验分析.试验结果表明,刀具螺旋角对切削力和表面粗糙度的影响较大,螺旋角40°比螺旋角30°的铣刀有更大的切削力和表面粗糙度;切削深度和进给速度对切削力影响较大,主轴转速次之;螺旋角不同,铣削参数对表面粗糙度的影响不同,进给速度对表面粗糙度有较大影响;进给速度和切削深度的增大会显著提高材料去除
材料的最小切削厚度决定了加工时的最小去除量,同时是精密切削加工中选取切削参数的重要依据.设计正交试验,通过观察表面完整性对Inconel 718微切削最小切削厚度进行了分析.基于ABAQUS软件的CEL切削仿真技术建立了Inconel 718微切削最小切削厚度预测模型,并对Inconel 718微切削最小切削厚度进行了预测.综合仿真与试验结果,得出Inconel 718微切削最小切削厚度范围为7～15μm.
为研究切削参数对车削钛合金切削力的影响,建立了车削钛合金的仿真模型,选择不同的切削参数进行加工仿真,得到了多组不同的切削力.为验证所建立仿真模型的正确性及合理性,进行了正交车削加工试验,选择与加工仿真相同的切削参数,得到多组不同的切削力数据.将两者进行对比分析,验证所建立的仿真模型.基于此加工仿真模型,进一步采用单因素试验法进行车削加工仿真,得到车削加工钛合金时不同切削参数对切削力的影响规律.研究结果表明:对切削力的影响程度由大到小依次为刀具角度、进给量和切削速度;刀具角度和切削速度与切削力成反比,进给量