- 奚军生;张理博;焦振华;罗成;安涛涛;周静;王毅丹;
K403铸造高温合金具有优异的高温强度、抗蠕变性能、抗氧化性能和抗腐蚀性能，是航空发动机和燃气轮机的关键零件材料。针对K403铸造高温合金加工中切削力大、切削温度高、刀具磨损和崩刃严重导致零件加工精度和表面粗糙度差的问题，开展K403铸造高温合金超声振动切削试验，研究名义切削速度、切削深度和每转进给量对刀具磨损和表面粗糙度的影响规律。结果表明：在K403铸造高温合金超声振动切削中，名义切削速度是影响刀具磨损的主要原因，其次是每转进给量和切削深度；每转进给量对表面粗糙度的影响最大，其次是名义切削速度和切削深度。综合考虑刀具寿命和加工效率，优选的K403铸造高温合金超声振动切削的名义切削速度为2.5 m/min，每转进给量为0.04～0.06 mm/r，切削深度为0.05～0.07 mm。
2025年11期 v.59;No.627 18-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 2502K] [下载次数：142 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 朱涛;吴世雄;梅肖剑;龚翔;
随着高端制造业的迅猛发展，硬质合金微结构刀具/工具需求持续增长。尽管激光加工技术在高端制造领域展现出巨大的潜力，但其理论研究和实际应用仍处于初步探索阶段。本文设计系统实验，研究关键激光参数（包括能量密度、扫描重叠率、光斑重叠率）对硬质合金加工性能的影响规律，以确定硬质合金微结构刀具/工具的加工策略。研究结果表明，3种激光参数及其二阶交互作用对烧蚀深度都有显著影响；3种激光参数对材料去除率都有显著影响，但二阶交互作用没有显著影响；对材料去除率影响最为显著的是能量密度，其次是光斑重叠率，最后是扫描重叠率。能量密度和扫描重叠率及其交互作用对粗糙度有显著影响，而光斑重叠率对粗糙度的影响不显著。基于参数影响规律，进一步考虑加工边缘效应、表面氧化层、凸出重铸物、前工序纹理这几个加工特征，可确定复杂精密微结构刀具加工策略。
2025年11期 v.59;No.627 26-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 2543K] [下载次数：3 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 董育旺;徐龙华;黄传真;
针对涂层硬质合金刀具在高速铣削蠕墨铸铁过程中，存在难以准确预测切削力、表面粗糙度以及铣削参数对刀具磨损影响尚不明确的难题，本研究通过方差分析方法分析切削参数对切削力和刀具磨损的影响，采用信噪比方法获得高速铣削蠕墨铸铁时切削参数的最佳组合。利用多输入多输出自适应神经模糊推理系统（IANFIS）和粒子群优化算法相结合的方式预测切削力和表面粗糙度。在IANFIS中，输入为切削参数，输出为切削力和表面粗糙度。实验结果表明，在高速铣削蠕墨铸铁过程中，对切削力影响最大的切削参数是切削深度，对刀具磨损影响最大的切削参数是切削速度。应用该算法后，切削力和表面粗糙度的预测精度分别达到90.64%和86.51%。本研究为实现蠕墨铸铁智能高效的高速铣削加工提供了技术参考。
2025年11期 v.59;No.627 36-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 1383K] [下载次数：5 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 施庆伟;吴明阳;张亚利;李录彬;
为研究车削加工GH4169时不同喷射特征参数（喷射压力、喷射角度和喷射直径）对切削力及切屑形态的影响规律，进行高压冷却切削试验。研究结果显示，影响切削力的喷射特征参数依次为喷射压力P>喷射角度A>喷射直径d；最佳的高压冷却喷射特征参数组合为P=50 bar,A=0°和d=1.6 mm。随着冷却介质喷射压力的逐步提高，切屑形态从连续的长螺卷型变为断裂的短螺卷型，并出现C形切屑。
2025年11期 v.59;No.627 43-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 1794K] [下载次数：4 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 邢丙法;李佳慧;杨文超;施华;葛亮;黄树涛;
通过实验研究涂层硬质合金刀具高速铣削T300碳纤维增强环氧树脂基复合材料板时刀具的磨损形式、磨损机理及切削力和工件的加工表面质量变化。实验结果表明：高速铣削过程中刀具前后刀面均产生磨料磨损，刀刃发生钝化，后刀面最大磨损量随铣削路径长度的增大近乎线性增大；高速铣削CFRP时径向力最大，轴向力最小，径向力和轴向力随铣削路径长度增大而增大，切向力略有减小；工件已加工表面存在较多的微小凹坑，已加工表面粗糙度随着铣削路径长度的增大而增大。
2025年11期 v.59;No.627 48-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 1810K] [下载次数：4 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 王奔;孟珂宇;汪嘉怡;叶骐玮;卢梦琦;
碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）与钛合金叠层结构在航空航天领域被广泛应用在飞机中央翼、尾翼等关键承力部位，CFRP/Ti叠层结构在使用过程中通常采用一体化制孔进行螺栓连接，而钛合金切屑在一体化制孔的过程中会加大CFRP通孔孔径超大、孔壁划痕、出口分层等制孔损伤。改变钛合金切屑形态，使钛合金切屑排屑顺畅，是提高CFRP/Ti叠层制孔加工质量的一种方法。刀具几何角度与产生的钛合金切屑形态有着密切的关系，本文以刀具螺旋角、顶角、后角、排屑槽半径为变量，通过正交试验探究刀具几何参数对切屑形态及对应CFRP孔径精度、孔壁质量及出口质量的影响规律。结果表明：当螺旋角和后角增大时，钻削产生的钛合金切屑由片状切屑逐渐转为折叠挤压形切屑，当顶角增大时，切屑的长度增大，切屑易形成折叠挤压形切屑，片状切屑对制孔质量影响较小，折叠挤压形切屑会加大CFRP的制孔损伤；当刀具螺旋角为35°、顶角为120°、后角为13°、排屑槽半径为1.35 mm时，产生的切屑形态大部分为片状切屑，此时的CFRP孔径精度、孔壁质量、出口质量最佳。
2025年11期 v.59;No.627 54-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 2478K] [下载次数：3 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 张志强;吴佳俊;田乐意;李鹏南;李常平;
Inconel 718镍基高温合金薄壁件因其优异的耐高温与耐腐蚀性能，被广泛应用于航天与国防领域，但其低导热性、高硬度及结构薄弱导致加工中存在切削力大、变形显著、表面质量差等问题。采用电火花辅助铣削技术加工Incone 718薄壁件，并通过单因素实验评估其加工性能。结果表明：在主轴转速为2 250 r/min、电容为10~6 pF条件下，电火花辅助铣削相较常规铣削可使切削力峰值降低49.5%，变形量减小53.4%，表面粗糙度下降51.2%；电火花辅助铣削所产生的热能可以软化改性待切削区材料，降低材料的强度和硬度，从而减小切削力和工件变形，并提高表面质量，是一种精密高效的镍基高温合金薄壁加工方法。
2025年11期 v.59;No.627 60-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 1810K] [下载次数：1 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ]
- 杨凯灵;何林;阳金豆;杨夜松;
为获得准确表征Ti6Al4V钛合金塑性流动行为的Johnson-Cook(J-C)本构参数，且能够准确预测不同切削参数下的切削力，通过仿真正交试验和准静态压缩试验确定J-C本构中最关键变量A值；通过正交试验与最小二乘方法获得的拟合值与河马算法相结合，对Ti6Al4V的J-C本构参数进行逆向辨识，通过不同切削参数下的有限元切削仿真试验对逆向识别后的J-C本构模型的切削力进行验证分析。结果表明，优化后的本构参数在高速情况下能对切削力进行准确预测，在小、中、大进给情况下也具备较好的预测性。
2025年11期 v.59;No.627 66-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 1702K] [下载次数：1 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 辛达蔚;乔阳;徐弘毅;王相宇;付秀丽;牛金涛;
喷丸工艺中丸料间的碰撞会导致能量损失，影响喷丸效率。针对这一问题，本文基于丸粒运动和碰撞动力学理论，分析丸粒运动轨迹，构建反弹干涉区体积计算模型，定量分析喷丸角度与干涉区体积关系；建立喷丸工艺离散元仿真模型，可视化丸粒运动过程。研究发现，不同丸料入射角度致使干涉区体积差异显著。丸料垂直入射时，反弹干涉区表现为圆柱体；倾斜入射时，反弹干涉区为楔状体。随着喷丸角度的增大，干涉区体积缩小，由丸料碰撞引起的能量损失降低。仿真可视化表明，丸料倾斜入射时撞击材料后的运动轨迹为抛物线，与理论推导一致。所构建的反弹干涉区体积计算模型合理，能反映喷丸角度变化对干涉区体积的影响，适用于基于能量效率的喷丸工艺参数优化及工程实践。
2025年11期 v.59;No.627 75-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1465K] [下载次数：1 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 郭二廓;洪扬;姜玮轩;张洪川;
钢轨修整是一种对长期碾压恶化后的钢轨表面进行先铣后磨的修复工艺，铣削刀具设计质量的好坏直接影响钢轨的修复精度及修复效率。提出一种钢轨铣削可转位铣刀盘设计方法，根据钢轨廓形的国家标准建立钢轨铣削可转位铣刀盘的理论截面廓形；采用直线型、凹弧型和长条型等3种刀片对钢轨廓形进行拟合，借助等残高差法得到可转位铣刀盘刀片的定位和排布方法；基于有限元分析方法讨论刀片的安装前角、刃倾角对铣削力的影响关系；通过对铣刀盘整体进行三维建模，并在五轴加工中心制造出铣刀盘，该铣刀盘能够满足钢轨轮廓修复精度要求，验证本文提出的钢轨铣削可转位铣刀盘设计方法的可行性。
2025年11期 v.59;No.627 81-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 1850K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 张晋;庞学慧;秦慧斌;闫海涛;任春风;
针对大长径比铣刀加工易发生颤振、影响加工效率和表面质量等问题，提出一种三级串联调谐质量阻尼器（TTMD），在此基础上设计减振铣刀并构建其动力学模型，分析和求解出主振动系统振幅比，对阻尼器进行参数优化设计，计算出相应的阻尼比和固有频率比。使用ANSYS Workbench完成普通铣刀，单自由度、双级串联、三级串联调谐质量阻尼减振铣刀的模态、谐响应分析。通过对比分析各种铣刀的固有频率和幅频特性曲线，结果表明：TTMD减振铣刀振幅最小，普通铣刀振幅最大。锤击试验和切削试验表明，TTMD减振铣刀具有良好的减振性能和切削性能，为减振刀具的研制提供一种新途径。
2025年11期 v.59;No.627 89-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 1853K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 沈雪红;宋星;关艳英;韩栋;
钛合金具有高强度、耐高温、抗疲劳等优异性能，被广泛应用于航空航天领域。超声滚压强化是提高钛合金构件表面完整性的有效工艺方法，通过超声滚压工艺试验，分析超声滚压工艺参数对钛合金表面粗糙度、残余应力、显微硬度的影响规律，基于表面完整性特征分布曲线，建立准确可靠的残余应力、显微硬度场预测表征模型。
2025年11期 v.59;No.627 96-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 1665K] [下载次数：5 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 李博文;王晓丽;
针对国内某工具厂的滚刀加工现状，提出一种基于车铣复合的新加工方法，以提升滚刀的生产效率。根据整体式滚刀的现有加工工艺，基于BHR700V车铣复合机床设计滚刀热处理前的车铣复合加工工艺及其基于国产华中数控系统的通用程序。通过提取特征参数，建立滚刀各工序的标准参数化模型，通过华中数控组态软件HNCSCADA的应用，开发定制化的用户界面，成功实现滚刀的参数化编程。将开发的界面和编写的参数化程序在华中组态软件中进行仿真，并将其应用在BHR700V实体机床中进行验证。
2025年11期 v.59;No.627 104-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 1560K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 唐炼;余建旬;官文杰;郑甜;李军;邓顺贤;姚斌;
针对大导程滚珠螺母磨削加工中砂轮廓形计算存在的接触线求解问题，提出一种基于空间位姿关系和砂轮等距片化求解廓形的新方法，沿砂轮轴线方向等距截取平面，通过计算每个平面上的砂轮截圆半径构造出离散点均匀分布的砂轮截形。该方法避免接触线在非接触区发生中断导致的砂轮截形“反折”问题，有效保证砂轮的宽度，并使不同直径砂轮截形的宽度能够保持一致，避免修整过程中去除有效砂轮截形。经实例计算和实验验证，证明本方法能有效减小砂轮—滚道干涉过切的影响，满足大导程滚珠螺母的加工精度要求。
2025年11期 v.59;No.627 109-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 1982K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 郝国杰;戚厚军;
对具有偏心机构的螺旋锥齿轮磨齿机砂轮主轴系统模型展开研究，使用整体传递矩阵法构建砂轮主轴系统动力学模型。计算螺旋锥齿轮磨齿机砂轮主轴系统第1阶和第2阶的临界转速和振型，并论证受到轴向力时砂轮主轴系统临界转速的变化情况。假设砂轮主轴上存在一个不平衡质量，求解得到砂轮主轴系统的不平衡响应以及砂轮主轴系统振幅的最大值。使用ANSYS软件建立该系统的有限元模型，并进行模态分析。通过比较传递矩阵法和有限元法的结果，模型的有效性得到验证。
2025年11期 v.59;No.627 116-124页 [查看摘要][在线阅读][下载 1849K] [下载次数：1 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 赵凌云;高飞;王伟;金术俊;
采用传统高频焊接方法加工自动进给钻刀具时容易产生热裂、烧蚀等质量缺陷，且加工流程复杂、制造周期长。对自动进给钻制造方法进行优化，基于自动进给钻刀具硬质合金刃部与碳钢螺纹柄部材料热膨胀系数之间的差异，用热缩式制造方法代替原有焊接式制造方法，提高自动进给钻刀具的加工质量与效率，并对5把试验刀具展开应用场景研究，得出热缩式刀具可保证公差大于0.05 mm的孔径精度，制孔孔壁粗糙度良好且稳定性满足产品加工要求。
2025年11期 v.59;No.627 125-128页 [查看摘要][在线阅读][下载 1402K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ]