- 邢桢怡;殷增斌;洪东波;汪振华;袁军堂;
采用微波烧结方法制备了用于磨削SiAlON陶瓷立铣刀的棒料，研究了压制方式及压力对微波烧结SiAlON陶瓷棒料微观结构和力学性能的影响规律，制备了SiAlON陶瓷立铣刀，并对其切削性能进行了研究。结果表明：对于大长径比SiAlON陶瓷，径向压制可以获得密度分布更加均匀的生坯，压制压力为100MPa时，SiAlON陶瓷试样无微观缺陷，具有良好的机械性能。微波烧结的SiAlON陶瓷立铣刀可用于镍基高温合金高速切削，刀具寿命是进口涂层刀具的2倍。
2024年08期 v.58;No.612 19-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 1879K] [下载次数：320 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：24 ] - 田承金;陈云;翁剑;李树强;杨岩;万礼扬;庄可佳;
刀具切削寿命是高端制造领域中重要的评价环节，能够直接影响切削效率与企业效益。刀具的宏观几何结构是影响刀具切削寿命的重要因素之一，而刀具微刃口作为工件与刀具的直接接触区域，其刃型结构也是影响刀具寿命的关键因素。本文通过立式旋转钝化法制备了具有对称型与非对称型微刃几何的硬质合金铣刀，并通过AISI1045钢铣削实验进行对比分析，研究了不同微刃结构对铣刀寿命的影响，实现了刀具微刃结构的优化设计。实验结果表明：经钝化处理的微刃表面形貌质量得到显著提升，前后刀面钝化速率的差值是形成不同微刃结构的关键因素，不同微刃结构下的后刀面磨损以沟纹磨损为主，优化后的铣刀能够有效抑制刀具崩刃，减缓刀具磨损速率，形状因子K=0.5、钝圆半径R=11μm的优化方案寿命提升最为明显，增益高达25%。
2024年08期 v.58;No.612 26-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 7806K] [下载次数：385 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：25 ] - 李宗高;曹同坤;张思国;
为了减少工业中矿物油切削液对环境的污染并进一步提高冷却润滑性能，制备了新型矿物油/蓖麻油混合乳化液，并将其与矿物油乳化液和蓖麻油乳化液在浇注和微量润滑条件下进行车削45钢试验，基于力的波动情况分析了切削过程的稳定性，测量了切削力和切削温度，观察了前刀面磨损形貌，并分析了混合乳化液的润滑机理。在此基础上进一步分析了混合乳化液浓度对刀具切削性能的影响。试验结果表明：在浇注和微量润滑条件下，混合乳化液的冷却润滑性能最好。原因是在相同润滑条件下，混合乳化液中的矿物油和蓖麻油在刀—屑界面形成了减摩效果好的协同润滑膜，提高了切削过程的稳定性，降低了刀具的磨损程度。同时发现，随着混合乳化液浓度的增加，切削力、切削温度以及刀具磨损面积逐渐减小，当浓度为20%时，混合乳化液的冷却润滑性能最佳，且刀具的切削性能明显提高。
2024年08期 v.58;No.612 33-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 2105K] [下载次数：107 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：14 ] - 闫凯;常艳艳;马振增;龚宇欣;李金波;于文涛;
为实现超精密切削纯锡表面质量的优化，通过对多种类型切削液进行评估研究，确定切削纯锡材料的切削液类型为酒精与异构烷烃的混合物，就不同的切削液配比分别进行切削实验，利用白光干涉仪观测表面形貌以及表面粗糙度，分析产生的表面缺陷以及表面粗糙度数据。实验结果表明，在相同的切削参数下，使用金刚石刀具超精密车削纯锡的最佳切削液配比为：酒精含量20%,异构烷烃切削液含量80%;使用硬质合金刀具超精密车削纯锡的最佳切削液配比为：酒精含量60%～80%,异构烷烃切削液含量20%～40%。
2024年08期 v.58;No.612 42-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 1526K] [下载次数：127 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 游钱炳;李洪林;王勇燕;
采用化学气相沉积法在金属陶瓷基体表面沉积了MT-TiCN/α-Al_2O_3/TiN涂层，再对CVD涂层金属陶瓷刀片进行喷砂处理，分析经不同喷砂时间处理后的涂层金属陶瓷刀片的表面形貌、力学性能以及耐磨性能。结果表明：喷砂时间对涂层金属陶瓷刀片表面的冲蚀程度影响较大。未经喷砂处理的涂层表面粗糙度较高且存在较大的残余拉应力，而喷砂处理后的涂层金属陶瓷刀片的表面粗糙度与表面残余应力大幅下降，且表面硬度和耐磨性大幅提高。当喷砂时间为10s时，涂层金属陶瓷刀片获得了最低的表面粗糙度，与未喷砂的涂层刀片相比，表面残余拉应力降低了85%。基于不同喷砂时间处理后的涂层表面粗糙度、硬度、残余应力以及后刀面磨损形貌，得到的最佳喷砂时间为10s。
2024年08期 v.58;No.612 46-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1470K] [下载次数：198 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：10 ] - 刘天尧;胡亚辉;钟洁;朱玉莹;陈亚;张春秋;
锆基合金对温度敏感，硬度不高，在粗车过程中存在温度过高、切屑易缠绕的问题。为此搭建车削平台研究锆基合金断屑机理，探究切削速度、进给量对锆基合金断屑情况、切削温度的影响。实验结果表明：提高切削速度对锆基合金断屑的影响较小，但是切削温度会随着切削速度的增加而升高；增大进给量可以显著提高断屑能力并降低切削温度。选用合适的切削参数可以有效改善锆基合金的断屑情况以及控制切削温度。
2024年08期 v.58;No.612 50-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 1321K] [下载次数：176 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：5 ] - 罗志雄;陈亚奋;
涂层工艺是改善刀具切削性能和降本增效的有效方法。通过制备不同工艺参数的PCB金刚石涂层铣刀，并对其切削铝基板的性能进行对比研究，分析了微细晶的膜厚调制比对刀具寿命的影响以及金刚石涂层相较于类金刚石涂层(DLC)的性能影响。结果表明：微细晶的膜厚调制比对刀具的切削寿命有着决定性影响。在实验参数下，微米晶(MCD)与纳米晶(NCD)的调制比在1:2时刀具寿命仅为60m,微米晶(MCD)、亚微米晶(SMCD)以及纳米晶(NCD)的调制比在1:1:2时刀具寿命可以达到80m不断刀，刀具的失效方式主要为磨粒磨损。在多层薄膜的条件下增加了涂层的抗冲击性能并减少了微米晶带来的刃口不锋利现象。
2024年08期 v.58;No.612 54-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 1443K] [下载次数：214 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：9 ]
- 殷晓龙;郭润宇;王志林;王婉;于贺春;王汉斌;
将深冷挤出式切削技术引入6061-T6铝合金的车削加工，结合有限元仿真技术探究深冷挤出式切削对6061-T6铝合金车削加工效果的影响。建立深冷挤出式切削(CT-EM)和常温挤出式切削(RT-EM)的有限元仿真模型并进行模拟仿真，对比分析不同刀具前角、压缩比对等效应变、等效应变率、等效应力、切削温度和切屑形态的影响规律。结果表明：随着刀具前角和压缩比的增大，CT-EM和RT-EM的等效应变率、最大等效应力分布区域和最高切削温度呈下降趋势；最大等效应变值和分布区域随前角的增大而减小，随压缩比的增大而增大；CT-EM的等效应变率、最大等效应变值和分布区域、等效应力分布范围都要大于RT-EM,切削温度更低，切屑形态更为平整，填充率更高，成形效果更好。
2024年08期 v.58;No.612 59-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 2027K] [下载次数：245 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：10 ] - 魏锦辉;李论;朱光;赵吉宾;刘殿海;张睿峰;
航空发动机风扇叶轮动平衡差会引起发动机内部轴承及叶片等零部件的损坏，导致发动机振动，整体性能下降。针对某航空发动机风扇叶轮的动平衡定点定量去除加工要求，提出了一种多传感器融合的自动化加工方法。该方法基于六自由度机器人系统及数控转台，将测量传感器与力学传感器相融合，利用机器人控制技术来实现风扇叶轮的自动化磨抛，并进行理论去除量与实际去除量的对比实验分析。实验结果表明，当磨抛区间>10°时，理论去除量和实际去除量的差值在±1%以内，验证了所提出的预测磨抛区间的准确性与加工方法的可行性。与传统的人工磨抛或复杂昂贵的机床磨抛加工相比，此方法对于航空发动机风扇叶轮定点定量去除具有集成度高、效率高、普及性强等优点，为航空发动机的制造提供有力的技术支撑。
2024年08期 v.58;No.612 66-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 1506K] [下载次数：185 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：5 ] - 姚金鑫;朱祥龙;董志刚;康仁科;谭小舰;
为解决身管抽气孔边缘毛刺去除需求，根据磨料刷去除毛刺机理建立磨料刷加工载荷三要素理论计算模型，借助ABAQUS/CAE的扩展有限元法(Extend Finite Element Method, XFEM)分析载荷三要素对加工后残余毛刺的影响规律，通过响应面方差分析方法得出三要素对结果影响程度由大到小依次为加载面积>加载方向>载荷大小，并由二阶回归方程计算出最优的载荷工况。通过所建立的模型联立求得最佳磨料刷加工工艺参数，并依据加工原理研制出专用装置进行加工实验，实现抽气孔边缘无毛刺的表面质量提升。
2024年08期 v.58;No.612 72-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 2193K] [下载次数：150 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：7 ] - 邓录峰;周鑫;张东禹;
针对航空发动机大型风扇钛合金整体叶盘零件加工过程中出现的让刀、振动、变形等加工问题，开展了基于特征的整体叶盘加工参数优化及质量控制方法研究。通过提取叶盘的叶片、流道、辐板等加工特征，结合叶盘轮廓铣、插铣等常用加工策略，提出针对特征弱刚性受力方向切削力控制的参数优化解决方案，并进行加工验证。结果表明，基于特征的整体叶盘加工参数优化及质量控制方法对缩短数控程序加工时间、降低最大切削力以及满足尺寸精度要求等方面有明显效果。
2024年08期 v.58;No.612 80-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 1437K] [下载次数：258 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：5 ] - 徐娜;石致远;李启元;郭旭阳;江磊;
加工齿轮成型铣刀时，易出现砂轮磨损、干涉等问题，增加了制造难度。针对齿轮铣刀精密制造需求，提出一种齿轮成型铣刀磨削轨迹算法。定义齿轮成型铣刀前刀面、顶后刀面、内后刀面、外后刀面的结构参数，构建了4个坐标系并分析了相应的转换矩阵，建立前刀面直线刃线、内切刃线、外切刃线的参数化数学模型；考虑齿轮成型铣刀的内外切齿的分布情况，针对不同的磨削工艺选用适应的砂轮进行加工，采用坐标变换矩阵描述砂轮运动方式，借助运动学原理推导了基于工件坐标系的砂轮磨削位姿的计算方法。基于VC++环境开发了相应的算法并进行仿真加工和实际加工，以验证所提算法的有效性。
2024年08期 v.58;No.612 84-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 1206K] [下载次数：135 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：8 ] - 张清阁;杨志;刘含莲;
在工程机械加工制造过程中，铸造壳体类零件常因形状不规则、结构复杂、加工面积较大等原因，存在加工难度高、平面度等表面质量难以保证，合格率不稳定等问题。为了有效提升加工效率，降低生产成本，本文基于实际的加工条件和环境，以壳体平面铣削加工为研究对象，采用有限元分析方法，对铣削力进行了计算，进而对壳体变形量进行了分析。针对最大变形位置，结合已成熟的装夹方法，在工件薄壁处采用反向预紧支撑方式，有效改善了大批量生产加工中壳体加工平面度质量问题。
2024年08期 v.58;No.612 91-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 1169K] [下载次数：230 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：9 ] - 赵芝宇;王凤彪;秦承虎;秦一鸣;
在钛合金薄壁件铣削过程中，由于热—力耦合作用导致加工负载大、升温快，因此将液氮作为冷却介质应用于钛合金薄壁件的铣削。为了探究不同温度下钛合金薄壁件铣削变形的特性，基于ABAQUS软件建立有限元仿真模型，并将温度设定为20℃和-196℃,观察不同铣削参数下工件变形量的变化情况，将两种数据进行对比分析。研究结果表明：钛合金薄壁件在铣削过程中，相较于常温，低温可以减小工件的变形量。由此可得，低温可以优化钛合金薄壁件铣削的加工过程。
2024年08期 v.58;No.612 95-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 1130K] [下载次数：293 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：4 ] - 潘国华;锁聪;赵丹;白玉珍;孙智源;刘乐;
针对航空梁类零件传统加工定位方法中装夹效率低、质量不稳定等问题，基于真空吸附原理设计一种可以实现工件准确定位、快速夹紧的快速定位装夹工艺装备，从而有效抑制切削过程中因刚性不足引起的切削振颤，减小夹紧力不均对加工变形的影响，提高生产效率和加工精度。
2024年08期 v.58;No.612 99-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 1116K] [下载次数：159 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：6 ] - 郗崇智;董卫萍;幸锐;王伟;邢欣;
随着航空装备的快速发展，传统手工制孔方式已经不能满足现代化飞机装配制孔需求，根据飞机装配典型应用工况，在保证孔径、锪窝精度前提下，先进高效的半自动制孔技术成为急需突破的关键技术。本文从自动进给钻的实际应用出发，研究了最新膨胀夹头式自动进给钻配套刀具、进给量与转速和叠层厚度等因素对制孔精度的影响，为膨胀夹头式自动进给钻在航空装配制孔的推广应用提供一定参考。
2024年08期 v.58;No.612 103-107页 [查看摘要][在线阅读][下载 1196K] [下载次数：95 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 崔恩照;赵军;郑光明;
Inconel 718高温合金因强度高和导热系数低导致其切削加工性较差，采用陶瓷刀具高速切削Inconel 718时存在磨损快、寿命短等问题。通过仿真和试验对比分析，研究切削用量对切削力、切削温度和刀具磨损的影响规律，并获取高速切削过程中刀具前、后刀面温度场和应力场的动态分布规律，为镍基高温合金的高速切削及刀具设计制备提供指导依据。结果表明，切削速度对切削力和切削温度的影响程度小于背吃刀量和进给量；在选择切削参数时，优先选取较高的切削速度；沟槽磨损是抑制陶瓷刀具耐用度的关键因素，主要失效机理是黏结磨损。
2024年08期 v.58;No.612 107-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 1849K] [下载次数：1377 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：10 ] |[阅读次数：12 ] - 肖强;王伏林;胡仲勋;来书宁;唐能艺;
刀—屑摩擦特性对镁合金切削过程中的切削力、切削温度及刀具磨损有较大影响。基于刀—屑接触区的摩擦理论，结合有限元仿真技术，构建考虑切削参数以及温度影响的ZM5刀—屑摩擦理论模型。根据所构建的模型，在ABAQUS软件提供的用户VFRIC子程序接口中编写ZM5镁合金摩擦子程序，并将其应用于仿真模拟。结果表明，仿真获得的切削力、切削温度与实验值的误差均在合理范围内，证实本文所构建的ZM5镁合金刀—屑摩擦模型具有较好的准确性。
2024年08期 v.58;No.612 113-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 1610K] [下载次数：175 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：3 ] - 宋善奇;金成哲;高可;鑫龙;
为研究铣削加工15-5PH不锈钢时切削参数对切削力的影响规律，基于Deform-3D软件采用正交试验法进行铣削加工仿真，通过15-5PH不锈钢的铣削加工试验对比分析仿真和试验结果，验证了仿真模型的合理性。研究结果表明，影响铣削力的切削参数依次为：每齿进给量f_z>径向切削深度a_e>轴向切削深度a_p>切削速度v_c;最佳切削参数组合为v_c=100m/min,f_z=0.02mm/z,a_p=1.5mm和a_e=0.4mm;切削速度逐步增大会导致切削力降低；增大每齿进给量会提高切削力；径向切削深度的增大会使切削力随之上升，但增长速率较低；切削力随轴向切削深度的增大而增大，增长速率较高。
2024年08期 v.58;No.612 118-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 1324K] [下载次数：189 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：5 ] - 王志刚;张鑫鹏;
本文借助Visual-Environment焊接模拟仿真软件，以SYSWELD为求解器对等高齿弧锥齿轮铣刀盘V形坡口多层焊接的焊接温度场进行数值模拟，得到了焊接温度场分布云图，分析并对比了每层焊缝中心、焊趾及距焊缝中心5mm处的温度循环曲线，推导出三层焊接温度场公式用于计算验证。结果表明，熔池中心温度最高，距离焊缝中心越近，温度梯度变化越大。
2024年08期 v.58;No.612 123-126页 [查看摘要][在线阅读][下载 1330K] [下载次数：176 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：2 ] - 陈舜青;周恺骅;
对YG8硬质合金刀具切削Ti6Al4V钛合金进行仿真，只改变槽深，控制刀具梯形断屑槽其他参数不变，通过分析切削力的波动得到梯形断屑槽槽深对刀具振动的影响。结果表明，在理想条件(只考虑自激振动)下，槽深在各阶段对刀具的振动频率影响不大；在切屑开始流入断屑槽到流入断屑槽槽底前这一阶段，随着槽深增加，刀具在各方向的振幅逐渐增大；在切屑流过断屑槽槽底这一阶段，刀具主运动方向、进给方向和切深方向的振幅均随梯形断屑槽槽深的增加先增大后减小；在切屑流过槽背阶段，刀具主运动方向和进给方向的振幅随着梯形断屑槽槽深的增加先增大后减小，切深方向的振幅随槽深的增加无明显变化。
2024年08期 v.58;No.612 127-131页 [查看摘要][在线阅读][下载 1502K] [下载次数：146 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：4 ] - 王信鹏;孔博
;郭连超
;黄钻
;
为适应数控制造面临的产品多样化、生产效率高效化等要求，基于生产加工经验，提出一种适用于油/套管加工的三种刀具组合的复合刀具，系统阐述了其结构设计和工作原理，并针对关键特征开展分析研究。结果表明，本文所设计的复合刀具结构合理，可有效减少换刀次数，节省换刀时间，提高加工效率及加工精度。
2024年08期 v.58;No.612 132-134页 [查看摘要][在线阅读][下载 1679K] [下载次数：195 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：3 ]