- 赵纪宇;张月;郭紫莹;张智雷;吴茂忠;王成勇;
医用诊疗针作为多种医疗操作中的关键器械，其性能优化始终是微创医学领域的研究重点。针对传统诊疗针存在的穿刺阻力大、组织损伤不可控及操作精度不足等核心问题，从仿生学视角提出多维度优化路径：通过复现生物穿刺器官的功能性结构实现穿刺力动态调控；借鉴黄蜂产卵器的多段耦合运动原理构建柔性组合针系统，显著提升穿刺路径的主动操控性；将表面微织构与振动辅助协同设计，有效分散组织应力分布和摩擦力。研究揭示出仿生结构在降低机械损伤、抑制软组织位移及增强靶向精准度方面的关键作用，并在此基础上展望仿生医用诊疗针的未来发展趋势，为新一代诊疗针的研发提供理论依据与技术参考。
2026年01期 v.60;No.629 1-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 1583K] [下载次数：5 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：8 ] - 窦菲;宋树权;孙浩宇;顾蕾;蒋豪;
刀具刃口的几何结构对其切削性能和使用寿命具有重要影响，刃口钝化技术通过调控刃口形貌、减少微观缺陷，可显著改善刀具的切削稳定性和耐磨性，因而成为提升刀具性能的重要工艺手段。对刃口钝化技术的原理、特点及其对刀具切削性能的影响展开综述，深入探讨拖曳式钝化、毛刷钝化、微喷砂钝化、振动钝化、磁磨粒钝化、磨料射流钝化等多种刃口钝化技术的优势与局限性，并分析刃口钝化对刀具寿命、切屑形态、工件表面质量及物理力学的影响。研究指出，不同的钝化方式及工艺参数可对刃口微观形貌及其力学性能产生重要调控作用。未来刃口钝化技术的研究重点将聚焦于超硬材料的精密钝化机理与方法创新、形貌的精确设计与钝化参数协同优化、多尺度表征与性能评价体系的系统构建以及高精度智能化钝化装备的研发与应用，这些研究的突破将推动刃口钝化技术向智能化、精密化和系统化方向发展。
2026年01期 v.60;No.629 12-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 1711K] [下载次数：21 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 朱皇澄;姜季涛;李亮;王文阳;邓霜;郝秀清;
随着航空航天、医疗器械和武器装备等重点领域对钛铝合金需求的不断增长，尤其是对深孔加工的需求日益突出，枪钻加工作为实现该类加工的重要工艺手段，其应用也在持续增长。针对钛铝合金枪钻过程中出现的刀具磨损严重、工件表面质量降低等问题，研究不同工艺参数对γ-TiAl合金深孔枪钻加工质量的影响规律，观察并分析刀具的磨损形貌与演变规律，阐述γ-TiAl合金枪钻加工刀具的磨损机理。结果表明：在恒定主轴转速下，进给量对轴向钻削力的影响较为显著，圆度随进给量增大呈先增大后减小的趋势，稳定加工阶段圆度值最小达到0.008 mm，孔壁粗糙度随进给量增大呈先降低后升高再降低的趋势，稳定加工阶段粗糙度维持在Ra 0.282～0.418μm；而在恒定进给量的条件下，主轴转速对加工质量影响不大；在主轴转速为1 200 r·min~(-1)、进给量为0.025 mm·r~(-1)时，孔的加工质量较好。此外，γ-TiAl合金深孔枪钻加工刀具磨损主要发生在内外切削刃前刀面和外切削刃第一、第二后刀面，刀具各部位以磨粒磨损、氧化磨损和黏结磨损为主，局部伴有扩散磨损，不同区域的磨损机制存在差异。
2026年01期 v.60;No.629 26-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 1984K] [下载次数：5 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 王姝玮;黄传真;刘含莲;刘盾;范立松;魏琬云;
光固化3D打印技术为制备复杂结构陶瓷提供新途径，制备出具有优异性能的陶瓷浆料是光固化陶瓷材料的重要前提之一。以氧化铝基陶瓷浆料为对象，研究颗粒级配、形貌、改性剂及固相含量对浆料黏度、稳定性和力学性能的影响。通过三级颗粒级配设计，结合KH560改性剂，实现浆料的高固相含量、低黏度与高稳定性。引入空隙率修正系数对K-D模型进行优化，改进后的Krieger-Dougherty模型能预测改性浆料的黏度。制备的75%固相含量Al_2O_3/SiC复合陶瓷经光固化成形与烧结后，致密度达98.2%，抗弯强度、断裂韧度及硬度分别为（435±38） MPa、（7.0±0.32） MPa·m~(1/2)和（17.0±0.43） GPa。本文的研究结果为高精度光固化多陶瓷材料构件提供了理论与实验支撑。
2026年01期 v.60;No.629 37-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 1591K] [下载次数：16 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：7 ] - 刘焕;赵文涛;黄树涛;崔众晗;张玉璞;于晓琳;许立福;
刀具几何参数是影响切削力的重要因素，通过实验研究玻璃纤维增强复合材料薄壁筒切槽过程中切削力的变化特点以及PCD切槽刀几何参数对切削力的影响规律。结果表明，在整个切槽过程中，切削力具有一定的波动；在稳定切槽阶段主切削力大于径向力。切削力的总体变化趋势表现为：随刀具前角的增大而减小，在刀具前角大于17°时又有所增大；随着刀具后角的增大而有所减小，其中径向力较为明显；随刀尖圆弧半径的增大而有所增大。
2026年01期 v.60;No.629 47-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 1852K] [下载次数：4 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 郝杰;张永刚;赵璐;杨海龙;尚越洋;魏昊宇;
涡轮盘材料因其高强度、高韧性及低导热性等特点，在拉削过程中易出现切削力大、切削热集中的问题，进而加剧刀具磨损，增大拉削表面形貌与性能控制的难度。基于应变梯度理论对传统本构模型进行修正，利用位错机制反映小切深加工条件下材料的本构关系，研究本构参数及拉削工艺参数对拉削响应的影响规律，并对比分析榫槽拉削仿真与实验过程中拉削负载、拉削温度和切屑形貌。研究结果表明，流变应力随应变的增大而增大；在相同应变条件下，材料流变应力随着拉削深度的增大呈下降趋势，且随着刀尖钝圆半径的增大，应力强化效应增强。仿真过程中主拉削力与拉削温度的变化趋势与实验数据基本一致，误差均控制在10%以内，切屑卷曲半径和切屑变形系数的误差分别为6.1%和5.7%，证明修正后的本构模型具有准确性与合理性。
2026年01期 v.60;No.629 55-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 1432K] [下载次数：183 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：8 ] - 陈兆睿;卜杨;孙家豪;张建华;张勤河;张恩富;王永辉;张卫;
针对激光熔覆IN718/h-BN复合涂层的耐腐蚀性能展开研究，探究粉体比例及固溶—时效后处理对其电化学腐蚀性能的影响。以H13钢为基体，通过电火花切割、砂纸打磨及超声清洗完成表面预处理，将IN718与镍包h-BN按5%,15%,25%,35%比例混合球磨后，采用激光熔覆工艺制备复合涂层。结果表明，35%h-BN涂层因晶界富集碳化物、氮化物和硼化物，通过钉扎作用抑制晶粒滑移，耐腐蚀性能最优。对该涂层进一步采用1 050℃固溶1 h空冷、730℃和610℃双重时效处理后，晶界析出物弥散均匀，腐蚀形貌改善，电流密度显著降低，耐腐蚀能力得到提升。研究证实，h-BN添加比例与固溶—时效后处理协同作用可有效调控涂层微观组织，可提升激光熔覆涂层腐蚀性能。
2026年01期 v.60;No.629 63-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 1915K] [下载次数：5 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 邹继胤;金成哲;周浩淳;刘玮;
Al-50wt%Si合金具有低热膨胀系数、高硬度、优异耐磨性和轻量化特性，也因高硅铝含量导致其存在加工难题，通过物理气相沉积（PVD）技术在硬质合金麻花钻表面制备Ta-C涂层。采用正交试验和单因素试验法，对Al-50wt%Si合金进行钻削试验，探究钻头直径d、主轴转速n和进给量f对钻削力的影响规律。结果表明：Ta-C涂层凭借其高硬度和低摩擦系数，显著降低钻削轴向力和扭矩；轴向力与扭矩随钻头直径与进给量的增大呈线性增长，而随主轴转速升高呈现先降后增的趋势。通过多元线性回归分析，建立Ta-C涂层钻削力预测模型，其预测平均误差为4.85%，且方差分析表明模型具有高度显著性，为实现Al-50wt%Si合金的高效、低成本加工提供理论支撑与工艺优化参考。
2026年01期 v.60;No.629 70-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 1351K] [下载次数：3 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：13 ] - 朱凯;方丁;陈伟;刘俊波;
为解决TC4钛合金难加工及传统TiAlN涂层刀具易失效的问题，以粉末冶金法制备WC-6Co超细硬质合金基体，采用PVD分别沉积TiAlN与NbN/TiAlN涂层，系统对比无涂层基体与两种涂层刀具的微观组织与切削性能，SEM显示两种涂层均呈致密柱状晶。在v_c=80 m·min~(-1),f=0.08 mm·r~(-1),a_p=0.5 mm条件下开展TC4切削实验，TiAlN涂层刀片因Ti元素亲和作用在18 min后急剧失效，无涂层刀片在24 min失效，而NbN表层有效阻隔元素扩散，使NbN/TiAlN涂层刀片在30 min失效且磨损平稳。结果表明，NbN/TiAlN涂层可显著提高硬质合金刀具的耐磨性与寿命，为钛合金高效切削刀具设计提供新思路。
2026年01期 v.60;No.629 78-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 1383K] [下载次数：9 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 罗锐;付余;邵坤;何建勋;陈更;
通过磨削试验研究30CrMnSiNi2A超高强度钢磨削参数对磨削温度的影响规律，并根据30CrMnSiNi2A超高强度钢热处理状态，确定其无烧伤磨削上限温度，通过数据趋势分析及试验验证获得无烧伤磨削的参数域。在此参数域内，进一步通过磨削试验研究磨削参数对表面粗糙度的影响规律，确定各参数对表面粗糙度的影响，获得磨削粗糙度望小最优磨削工艺参数。利用线性回归方法建立的磨削粗糙度经验公式，可为实际生产中30CrMnSiNi2A超高强度钢的磨削参数的选择提供较可靠的理论依据。
2026年01期 v.60;No.629 85-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 1493K] [下载次数：8 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 李光;黄永贵;刘博林;张翊东;鲁辉虎;程强;梁国星;
半封闭磨削区引起的冷却困难和磨削液成膜沸腾效应严重制约成形磨削技术在涡轮盘榫槽精密加工领域的应用。设计一种榫槽磨削用空气自冷却砂轮，空气叶轮叶片将环境空气压入砂轮基体内部流道，并从砂轮表面出风口射出，对磨削区进行射流冲击强制冷却。采用CFD仿真正交试验方法优化空气叶轮的叶片入口宽度、叶片出口宽度、叶轮直径参数，空气自冷却砂轮截面下侧第3个（d3）和上侧第3个（u3）出口气流流速分别提高19.34%和21.33%。随着砂轮转速提高，砂轮出口气流流速在高转速段（>6 000 r·min~(-1)）时的性能更优异。出口气流流速实验结果表明，有限元仿真结果平均误差为8.24%，研究结果为合理制定空气自冷却砂轮成形磨削涡轮盘榫槽工艺提供技术支撑。
2026年01期 v.60;No.629 94-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 1509K] [下载次数：1 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：7 ] - 孙文;郭磊磊;曾威;席文奎;魏航信;
针对机床主轴在切削过程及运行故障时产生较大振动，会导致加工产品质量下降和机床切削精度降低的问题，提出基于粒子群、遗传、模拟退火算法优化的BP神经网络机床主轴振动监控模型。阐述BP神经网络和3种优化算法模型的理论公式。基于解算三轴振动传感器方法，将三轴振动传感器部署在机床主轴上，完成不同工况下机床主轴振动信号的采集。利用采集到的数据对BP神经网络进行训练和测试，并将统计学方法融入BP神经网络测试函数，提升监控模型的输出精度。结果表明，优化的监控模型训练初始误差降低40%～50%，训练时误差收敛速度高于未优化模型，其中粒子群算法能更好地提高BP神经网络的误差收敛速度。该研究结果为机床主轴振动监控和切削过程优化提供理论参考。
2026年01期 v.60;No.629 102-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 1444K] [下载次数：15 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 张梦飞;黄亮;曹岩;张升利;李航;
针对身管内膛电解加工阴极型面设计中三维曲面重构精度与采样效率难以兼顾的问题，提出一种融合曲率权重质心与Voronoi迭代的自由曲面闭环自适应采样方法。该方法通过Delaunay三角剖分构建高质量初始网格，结合Moreton-Sequin法量化局部高斯曲率特征，并引入曲率加权Lloyd算法与Voronoi迭代机制，驱动采样点依据曲率梯度向加权质心自适应迁移，实现高曲率区域加密、低曲率区域稀疏的优化分布。以某型30 mm身管内膛为实验对象，结果表明：经4次自适应迭代后，采样点数为1 250个，较等距采样法、双四次B样条预测法及基于曲率的加权自适应采样法（CRWAS）分别减小29.1%,10.3%,5.3%；型面拟合误差为0.001 4 mm，较上述方法分别降低17.6%,41.7%,33.3%；误差均方根（R_(RMSE)）降至0.001 4 mm，确定系数（R~2）提升至0.997。在输入点云含5%高斯噪声条件下，曲率估计误差波动小于0.005 rad~(-1)，验证了算法良好的鲁棒性。该方法构建“特征感知—全局优化—局部加密”的闭环，在显著降低采样数据量的同时保证了重建精度，为身管内膛等高曲率梯度自由曲面的高精度高效数字化提供有效解决方案。
2026年01期 v.60;No.629 110-122页 [查看摘要][在线阅读][下载 1581K] [下载次数：2 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 胡国喜;金听祥;张宝;
为保障回转对称非球面工件自定位的准确率，提高曲面的机械抛光效率，利用K维树结构对迭代最近点算法进行优化，基于优化后的算法设计工件自定位方法，再利用该方法进行工件的曲面机械抛光处理。通过对优化后的自定位方法进行实验，结果显示，该方法的定位准确率达到100%，且定位耗时仅需0.9 s。利用该方法对工件进行抛光处理，结果显示，使用该抛光技术后工件的粗糙度仅有0.23μm，光泽度提高40°。由上述结果可知，提出的自定位方法能够有效提高回转对称非球面工件自定位的准确率，从而提高抛光效率。
2026年01期 v.60;No.629 123-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 1344K] [下载次数：2 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 邬俊伟;黄丹平;
针对波纹阻火盘生产过程中阻火单元波高检测效率低、精度差等问题，提出一种基于机器视觉的高精度测量方法。通过六轴机械臂协同面阵CMOS相机，按预设轨迹完成阻火盘全局图像高精度采集；设计频空联合去噪算法对图像进行优化处理，结合ACC评价指标筛选完整阻火单元；提出改进的2-邻域Canny算子与贝塞尔—最小二乘复合边缘拟合模型，提升边缘处理质量。实验结果表明，本文算法以金相验证法（精度为0.000 5 mm）测量结果为基准，其平均测量误差保持在0.006 mm，优于±0.02 mm误差的工业检测标准。该方法实现波纹阻火盘的快速精确定位检测，相关技术路径与采集方案可为其他大规模微结构阵列的工业质量检测提供新思路。
2026年01期 v.60;No.629 131-140页 [查看摘要][在线阅读][下载 1618K] [下载次数：148 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] 下载本期数据