- 周奕桦
;张月
;彭晓维
;张智雷
;王成勇
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骨折是骨外科常见的疾病之一，骨折内固定术是治疗骨折的主要手段。患者低骨密度、手术过程的先导孔及螺纹孔质量不佳、选用不合理的骨螺钉结构及表面特性都将引起骨螺钉松动失稳，最终导致骨折固定术失败，并且二次手术给患者带来更多的损伤，同时也增加医生的工作强度。因此，充分了解骨螺纹孔成形过程及成形器械结构设计优化对骨螺钉稳定性的影响因素，为提高临床骨折内固定的稳定性提供新的思路，对于提高人民群众的健康水平和生活质量有着重要的价值。本文在总结骨螺钉和医用丝锥结构的基础上，综述骨螺纹成形器械的设计准则、结构特性、材料特性、表面改性、切削机理和结构设计等对骨螺钉稳定性影响的研究进展，指出骨螺钉稳定性的相关研究存在的主要科学问题和未来研究方向。
2026年03期 v.60;No.631 1-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 1899K] [下载次数：4 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：13 ] - 董延;唐昆;谭琦飞;罗源嫱;尚振涛;
针对蠕墨铸铁干式切削过程中切屑黏附、刀具磨损严重、加工表面完整性恶化等问题，在刀具表面设计并制备微织构，改善刀具表面摩擦学性能，增强热传递，提高蠕墨铸铁零部件的使役性能与寿命。采用脉冲光纤激光，在硬质合金刀具前刀面制备脉状微织构；开展微织构刀具干式铣削蠕墨铸铁试验，以及铣削过程的有限元数值模拟；分析微织构参数与进给量对切削力、刀具磨损、试样表面粗糙度，以及微织构参数对刀具应力、温度分布的影响。研究结果表明，与无织构刀具相比，脉状微织构能显著改善切削性能，在相同切削参数下可使主切削力、径向力与轴向力最大降幅分别达20.8%,25.4%与77.7%，并有效降低刀具应力峰值与切削温度；调控微织构参数，减小分支间距s和织构间距t以增大织构分布密度，是提升脉状微织构刀具切削性能的关键；在本文研究的参数范围内，160-60-100-200μm(w-d-s-t)为综合性能最优的微织构参数组合，该组合在切削力、应力控制及抗磨损方面均表现最佳。本研究为脉状微织构刀具在蠕墨铸铁高效干式铣削中的应用提供明确的参数优选方案与理论依据，对促进绿色制造具有重要的理论意义与工程实用价值。
2026年03期 v.60;No.631 13-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 3821K] [下载次数：14 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：7 ] - 孙杨;杨庆香;苏宇;
相较于现有的冷却润滑技术，同轴静电雾化在雾化效果、润滑增效和温度控制方面表现更为出色。而纳米流体同轴静电雾化通过引入纳米颗粒进一步提升减摩抗磨性能，切削性能得到增强。雾化与切削参数对纳米流体同轴静电雾化切削性能具有直接影响，但目前对相关参数的选择仍缺乏有效依据。为探讨TC21钛合金在铣削加工中各切削参数之间的关联性及其最优值，开展单因素试验，分别在不同切削速度、每齿进给量、内流体体积分数以及外/内流体流量比下，探究其对铣削力和铣削温度的影响规律。采用Box-Behnken设计方法构建铣削力与温度的二次回归预测模型，开展方差分析与显著性检验，并基于此优化工艺参数。结果表明，铣削力与切削速度呈负相关，与每齿进给量呈正相关，而铣削温度随着两者增大均呈现上升趋势；铣削力和铣削温度随着内流体体积分数和外/内流体流量比的增大，整体上均呈现出先降后升的趋势；此外，为使铣削力和温度均为最小，最优的切削速度、每齿进给量、内流体体积分数和外/内流体流量比分别为120 m·min~(-1),0.04 mm·z~(-1),0.4%和1.13。相较于未进行参数优化的试验组，其铣削力和温度的降幅分别为1.97%～23.09%和5.67%～32.25%。
2026年03期 v.60;No.631 29-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 1742K] [下载次数：9 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：12 ] - 张亚辉;吕晓仁;柏春光;杜菲菲;李兴海;郭映福;
TiC涂层在改善料浆环境下刀具寿命方面具有很大的应用潜力。为了解不同冲蚀角下固体颗粒冲蚀沉积在TC4钛合金上TiC涂层的损伤机制和冲蚀率，通过有限元法建立多颗粒随机冲蚀模型，与相同条件下的冲蚀试验获得的冲蚀率进行对比，验证数值仿真模型的合理性与真实性。结果表明：最大冲蚀速率出现在90°处，冲蚀时间越长，试件表面的冲蚀坑密度越密集；粒径不同的冲蚀颗粒质量相同时，颗粒在相同冲蚀速度下具有相同的冲蚀动能，粒径小的颗粒会产生更严重的损伤。冲蚀坑的直径、深度和冲蚀坑密度随着冲蚀角的增大而增大，疲劳断裂产生的纵向裂纹与硬质涂层及韧性材料之间变形不匹配而产生的横向裂纹交叉扩展导致界面出现分层。
2026年03期 v.60;No.631 41-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 1812K] [下载次数：17 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 李能;王军;董嘉琪;陈飞;方正;东明;穆林;
为研究金属切削过程中工件粗糙度的变化趋势及刀具磨损量，选用GH2696材料进行车削试验，并记录加工过程中工件的表面粗糙度Ra和车刀前刀面月牙洼磨损深度d_(KT)；为深入分析车削过程中应力和温度的变化分布情况，利用ABAQUS软件模拟GH2696的车削过程，通过建立刀具磨损模型，并结合拉格朗日—欧拉自适应网格技术和UMESHMOTION子程序得出磨损结果，并与试验结果进行对比验证，确保仿真模型的准确性。试验结果表明，Ra和d_(KT)均呈现随车削路程先急剧上升后平稳上升的趋势，试验结果为后续车削过程中加工刀具使用的可靠性提供参考。
2026年03期 v.60;No.631 51-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1711K] [下载次数：30 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 张政;李佳慧;赵文涛;黄树涛;刘成炜;张玉璞;于晓琳;许立福;
PCD钻头被广泛应用于碳纤维增强树脂基复合材料的钻削加工中，钻削用量直接影响轴向力、扭矩及CFRP制孔质量。采用直径为6.4 mm、顶角为118°的焊接式PCD钻头对CFRP进行钻削试验，研究各钻削用量参数对CFRP钻削轴向力与扭矩的影响规律，引入毛刺损伤因子评价孔出口毛刺质量并对钻孔出口缺陷的特点进行分析。结果表明：随切削速度提高，钻削扭矩减小而轴向力基本不变，轴向力与扭矩均随进给量增大而增大，且扭矩响应存在一定滞后，通过降低进给量并选择合适切削速度可有效减小轴向力与扭矩，提升钻孔质量；钻孔出口毛刺损伤最为严重，对制孔质量影响最深，进给量处于低水平时（≤0.05 mm·r~(-1)）钻孔出口毛刺损伤因子较小，而当进给量增大到0.05 mm·r~(-1)后，毛刺损伤因子随进给量增大而显著增大，随着切削速度增大，毛刺损伤因子先减小后增大；在v_c=60 m·min~(-1),n=3 033 r·min~(-1),f≤0.05 mm·r~(-1)时，可以获得毛刺损伤小、孔口质量高的孔。
2026年03期 v.60;No.631 61-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 1975K] [下载次数：14 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 刘春
;沈凌宇
;朱宝义
;邹志萍
;楚建宁
;张楚鹏
;陈肖
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为深入研究Inconel 718锯齿型切屑形成机理，提出一种预测Inconel 718材料在动态切削过程中屈服强度σ_Y、断裂韧性G_c和黏滞韧性G_a的铣削加工方法，即在Inconel 718锯齿型切屑形成的力学分析中，除了考虑第一变形区材料塑性变形和刀—屑接触界面滑动摩擦之外，还考虑切削刃钝圆处材料断裂以及刀—屑接触界面材料黏结。该预测方法对斜角切削过程中的几何关系和切削力关系进行分析，通过切削力投影建立相应的理论关系式；利用切削力最小化准则，求解法向剪切角??_n以及其他与锯齿型切屑形成相关的角度和切削力；开展铣削试验，结合不同切削速度v_c条件下的切削力和锯齿型切屑形貌参数，验证该方法的准确性。试验结果表明：该方法能够避免韧性难加工材料在标准力学试验中所遇到的裂纹钝化导致预测结果不合理的问题，从而更加简便和通用地同时预测韧性难加工材料在动态切削过程中屈服强度、断裂韧性和黏滞韧性。
2026年03期 v.60;No.631 72-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 1477K] [下载次数：21 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：11 ] - 姜波;金成哲;宋善奇;鑫龙;
相比传统端铣或螺旋铣，插铣加工通过轴向进给完成深槽等结构的切削，因此特别适合15-5PH沉淀硬化不锈钢等高硬度材料的深槽、薄壁件和大余量粗加工。为了研究插铣加工15-5PH不锈钢时切削参数对切削力的影响规律，运用正交试验法和单因素试验法，通过极差和方差分析得出切削参数对切削力影响规律为步距a_s>每齿进给量f_z>切削速度v_c；最佳切削参数组合为v_c=110 m·min~(-1),f_z=0.06 mm·z~(-1),a_s=0.5 mm；切削力随切削速度v_c的增大而增大；增大每齿进给量会提高切削力；增大步距切削力也会增大。此研究为插铣15-5PH沉淀硬化不锈钢的提质增效和设置合理切削加工参数等提供理论基础。
2026年03期 v.60;No.631 82-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 1269K] [下载次数：10 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：11 ] - 王小伟;崔正民;王臣文;胡德生;路遥;岳彩旭;
航空发动机附件机匣在热处理过程中的变形较大，导致机匣与轴套等零件装配质量差，会降低机匣工作效率，缩短机匣寿命。为提高附件机匣与轴套的装配精度，以某型航空发动机附件机匣壳体与轴套为研究对象，建立热—结构耦合稳态仿真模型。根据机匣壳体热处理实际工况，建立机匣先加热至80℃再降温至30℃过程的仿真模型，解析机匣的变形特性。根据轴套液氮冷却实际工况，建立轴套冷却至-196℃，恢复至室温装配过程的仿真模型，并得到轴套变形场特性。采用轴套热处理变形验证实验对预测结果进行评价，将轴套内径变形的预测值与实际测量值对比得出，仿真模型的综合误差为25.59%。研究结果可为附件机匣与轴套热处理工艺优化提供理论与技术依据。
2026年03期 v.60;No.631 90-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 1497K] [下载次数：6 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：10 ] - 苗依凡;仇天阳;杨志强;白泽兵;解丽静;
ZL702A铝合金因其优秀的铸造性能和力学性能，被广泛应用到汽车发动机部件的制造。密齿铣削具有加工效率高、刀具稳定等优点，常被用于工厂的实际加工。铣削力作为影响刀具磨损、加工表面质量的重要切削因素，仍是目前研究中需要重点关注的问题。因此，针对密齿铣削铝合金的铣削力设计正交试验和单因素实验，研究工艺参数对各向铣削力的影响，并建立经验公式模型和半解析模型。研究结果如下：F_x随主轴转速的增大而减小，F_y随主轴转速变化不明显，F_z随主轴转速增大而增大，3个方向的力均随每齿进给量和切削深度的增大而增大；对各向铣削力影响排序：切削深度>每齿进给量>主轴转速；铣削力经验公式模型的拟合优度大于86%，验证其在当前的工况下有较高的可信度；建立双齿—单齿交替铣削的半解析模型，其预测铣削力与实测铣削力最大误差为15.12%，具有较高的精度。
2026年03期 v.60;No.631 97-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 1490K] [下载次数：4 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：8 ] - 贠庆芳;郭凯;向志扬;文小山;王春江;赵剑峰;熊计;陈诚;
针对汽轮机转子轮槽粗加工用锥度铣刀材料去除量大、刃口磨损严重、刀具损耗大等问题，通过对粗加工用铣刀螺旋角进行调整，研究刀具刃口磨损行为。结果表明：由于两段式加工工艺，切削刃中段切削量最大，刃口破坏最为严重。螺旋角为15°时，铣刀在刃口中段出现局部连续微崩刃，螺旋角为20°和25°时，铣刀在刃口中段出现明显崩刃。螺旋角为25°时，铣刀前期加工顺畅，加工6 m后刃口磨损加重，轮槽出口部位出现卷边。在刀具切削能力范围内加工且螺旋角为15°时，更适合进行粗加工。
2026年03期 v.60;No.631 105-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 1449K] [下载次数：3 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 胡吉博;朱孝祥;赵树森;王会宾;张义帅;王东;田帅;李征;曾光;
采用微波化学气相沉积装置在硬质合金刀具基材上低温制备金刚石保护膜。探究在CH_4/H_2气氛下，通过添加CO_2和Ar分析沉积工艺参数对刀具基体的影响规律，并开展金刚石涂层刀具切削试验。结果表明：低温条件下，适当添加CO_2和Ar有利于制备高性能金刚石涂层。此外，通过低温制备金刚石涂层的裂纹直径分别为332μm,311μm,254μm,236μm，使用低温技术涂层的硬质合金刀具的使用寿命预计会比未涂层硬质合金刀具长3倍。
2026年03期 v.60;No.631 110-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 1611K] [下载次数：19 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：9 ] - 史璞鑫;袁浩;杨献春;席嘉龙;周一波;
结合实际可转位刀片周边刃磨削原理，给出可转位刀片C轴—圆弧磨削加工的数学模型，推导出可转位刀片周边刃磨床X轴、C轴和Y轴的联动点位。结合影响磨削加工精度的误差，给出误差补偿计算公式。使用树脂金刚石环形平面砂轮在W400GT-PLUS数控可转位刀片周边刃磨床上进行磨削试验，通过测量仪器对刀片表面形貌及尺寸误差进行分析。试验结果验证所建立的可转位刀片C轴—圆弧磨削数学模型的准确性，可为其他类型的C轴—圆弧磨削数学模型的建立提供理论支持。
2026年03期 v.60;No.631 116-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 1541K] [下载次数：4 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 赵见杰;朱祥龙;康仁科;蔡引娣;方润基;印文典;
针对复杂曲面在机测量中存在的空间干涉与有效入射角控制难题，提出一种多约束测量轨迹规划方法。以锥形透波罩为研究对象，建立斜床身四轴系统的运动学模型与测量点迹映射算法。通过分层集成传感器量程、碰撞规避、有效入射角等3个核心约束，设计优化算法：通过点迹映射算法进行量程约束，基于k-d树空间索引实现碰撞可行域快速计算，结合主成分分析法求解曲面法矢；进而以入射角θ最小化为目标，动态筛选传感器最优姿态角；通过测量区域分区与角度决策生成无碰撞、高精度测量轨迹。通过分层递进处理3种约束，显著降低多约束耦合问题的求解复杂度。试验表明，该方法碰撞检测与VERICUT相比一致性达96.2%，入射角θ偏差控制在25°以内，显著提升复杂曲面的测量完整性与可靠性。
2026年03期 v.60;No.631 124-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 1541K] [下载次数：8 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：7 ] - 王冠;杨凯程;李彦清;周超然;郑涵;
精密阀门零件作为保障航天飞行器性能的关键零件，零件内孔同心圆参数具有微米级特点，因此为保障零件质量，有必要对加工后的零件进行参数测量。考虑到传统接触式测量方法精密度差，且存在难测量问题，设计一种基于机器视觉的精密阀门零件同心圆参数测量系统。分别利用图像滤波、二值化、形态学优化等多级操作进行图像预处理，防止噪声影响，增强检测目标轮廓；基于Canny算子并采用包含最小二乘法拟合圆和几何约束的双级检测机制提取目标圆轮廓，以避免零件内孔表面微小瑕疵影响，精确获取圆心和半径参数；通过欧式距离公式客观计算同心圆圆度和同轴度参数，实现高精度测量。实验结果表明，相比于传统接触式测量方法，系统测量方法测量结果更精密，更适用于工业质检需求。
2026年03期 v.60;No.631 131-140页 [查看摘要][在线阅读][下载 1234K] [下载次数：34 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：9 ] 下载本期数据