五轴侧铣加工瞬时未变形切屑厚度计算模型 被引量：2

1

作者 王立平 段飞宇 +2 位作者 佀昊 杜丽 袁星 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期148-152,191,共6页

在五轴侧铣加工铣削力建模中,瞬时未变形切屑厚度的计算是铣削力预测的关键环节,直接影响着铣削力预测的精度与效率。为了提高铣削力的预测精度与效率,基于五轴机床空间运动分析,并考虑刀具径向跳动因素,提出了一种五轴侧铣加工瞬时未... 在五轴侧铣加工铣削力建模中,瞬时未变形切屑厚度的计算是铣削力预测的关键环节,直接影响着铣削力预测的精度与效率。为了提高铣削力的预测精度与效率,基于五轴机床空间运动分析,并考虑刀具径向跳动因素,提出了一种五轴侧铣加工瞬时未变形切屑厚度模型。首先,分析了五轴侧铣加工中铣削刃随刀具旋转、摆动与平移的复合运动规律,得到在不同刀位点处各切削刃的坐标位置;其次,考虑刀具径向跳动因素,提出了一种瞬时未变形切屑厚度的快速计算方法;最后,结合参数化厚度补偿的思想,对求解出的瞬时未变形切屑厚度进行修正,建立了一种等效厚度模型。将本文提出的等效厚度模型与现有的圆弧模型和线性迭代精确模型应用于算例中进行仿真。结果表明:等效厚度模型更加接近迭代精确值,平均误差率仅为1.37%,其与圆弧模型的平均误差率相比降低了8.35%,一定程度上提高了瞬时未变形切屑厚度的预测精度;在保证了预测精度的前提下,该模型相比于线性迭代模型将瞬时未变形切屑厚度的预测效率提高了10倍以上,在五轴侧铣加工铣削力预测中具有良好的应用前景。 展开更多

关键词 瞬时未变形切屑厚度 五轴侧铣加工 刀具径向跳动 参数化误差补偿

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塔形组合式金刚石圆盘锯能耗建模及参数优化

2

作者 郭安顺 张进生 +4 位作者 张恒 王凯达 孙钰虎 牛平平 王一彩 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2024年第3期398-406,共9页

为准确预测塔形组合式金刚石圆盘锯在荒料锯切过程中的功率,以组合锯切系统中单锯片的单磨粒平均未变形切屑厚度为媒介,建立了锯切功率的参数模型,并对其进行修正,提出一种少样本快速预测模型,通过锯切实验测量不同参数组合下的锯切功率... 为准确预测塔形组合式金刚石圆盘锯在荒料锯切过程中的功率,以组合锯切系统中单锯片的单磨粒平均未变形切屑厚度为媒介,建立了锯切功率的参数模型,并对其进行修正,提出一种少样本快速预测模型,通过锯切实验测量不同参数组合下的锯切功率,采用多元线性回归方法拟合数据以获取可靠的模型系数。最后以锯切参数为优化变量,以锯切比能和锯切时间最小为优化目标建立优化模型,并采用改进粒子群算法对模型进行优化求解。试验结果表明,参数模型充分解释了各锯切参数对锯切功率的影响,能够准确预测不同锯片组合方式下的锯切功率,改进的粒子群算法有较高的优化性能,使用优化后的参数能够显著降低锯切功率。 展开更多

关键词 塔形组合式金刚石圆盘锯 能耗模型 平均未变形切屑厚度 参数优化

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氮化硅陶瓷磨削表面质量的建模与预测 被引量：17

3

作者 吴玉厚 王浩 +2 位作者 孙健 王贺 李颂华 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期281-289,共9页

目的提升氮化硅陶瓷加工质量和效率,提高粗糙度模型预测精度。方法提出塑性与塑-脆性去除转变临界切深hc1和塑-脆性与脆性转变临界切深hc2,然后对原有模型进行修正,并引入塑性去除粗糙度修正系数φ1、τ1和塑-脆性去除粗糙度修正系数φ... 目的提升氮化硅陶瓷加工质量和效率,提高粗糙度模型预测精度。方法提出塑性与塑-脆性去除转变临界切深hc1和塑-脆性与脆性转变临界切深hc2,然后对原有模型进行修正,并引入塑性去除粗糙度修正系数φ1、τ1和塑-脆性去除粗糙度修正系数φ2、τ2,建立基于不同去除方式的粗糙度Ra预测模型,后通过磨削实验对系数进行求解,并得出磨削参数对粗糙度和表面形貌的影响。结果塑性去除粗糙度修正系数φ1=5.872×10^-6、τ1=0.1094,塑-脆性去除粗糙度修正系数φ2=1.299×10^-5、τ^2=0.1582。砂轮线速度vs由30 m/s增大到50 m/s,粗糙度Ra由0.366μm减小到0.266μm,去除方式由脆性断裂向塑性变形转变,表面质量变好。磨削深度ap由5μm增大到45μm,粗糙度Ra由0.252μm增大到0.345μm,去除方式由塑性变形向脆性断裂转变,表面质量变差。工件进给速度vw由1000 mm/min增大到9000 mm/min,粗糙度Ra由0.227μm增大到0.572μm,去除方式由塑性变形向脆性断裂转变,表面质量变差。模型预测值与实验值的相对误差δ在2.1%~8%之间。结论在加工中应控制磨削深度和工件进给速度,适当提高砂轮线速度,以保证加工精度和效率。基于不同去除方式的粗糙度预测模型,可较为精准地预测实际加工情况。 展开更多

关键词 陶瓷磨削 表面粗糙度 去除方式 未变形切屑厚度 临界切深 建模与预测

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变曲率曲面周铣铣削力建模与分析 被引量：7

4

作者 郝洪艳 汤文成 王保升 《制造技术与机床》 北大核心 2014年第7期118-122,共5页

为实现变曲率曲面周铣铣削力预测,阐述了铣削力基本模型,基于直线插补给出了刀具位置角、进给方向角及加工时间的确定方法。采用坐标变换法推导出包含刀具偏心跳动的未变形切屑厚度新算式,提出包含工件边界的切入角与切出角计算方法。... 为实现变曲率曲面周铣铣削力预测,阐述了铣削力基本模型,基于直线插补给出了刀具位置角、进给方向角及加工时间的确定方法。采用坐标变换法推导出包含刀具偏心跳动的未变形切屑厚度新算式,提出包含工件边界的切入角与切出角计算方法。利用提出的方法对铣削力进行预测,预测值与实测值在变化趋势和大小方面均具有良好的一致性,证实了铣削力模型的有效性。在此基础上分析了曲率对工艺几何参数和铣削力的影响,结果表明:曲率对凹曲面铣削的影响较凸曲面更加显著,铣削凹曲面时切角区间、未变形切屑厚度、进给方向和法向铣削力峰值均随曲率增大而增大,铣削凸曲面时则减小。进给方向和法向铣削力谷值是否受曲率影响与径向切深有关。 展开更多

关键词 铣削力 曲面 曲率 未变形切屑厚度

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几种因素对快速点磨削表面粗糙度的影响 被引量：3

5

作者 仇健 巩亚东 +1 位作者 刘昌付 张野 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2009年第4期39-43,47,共6页

分析了点磨削加工表面形貌及其精度的几种影响因素。研究发现:砂轮速度和磨削深度对表面粗糙度的影响都可归结为未变形切屑厚度的改变。减小点磨削倾斜角,可以减小未变形切屑厚度,从而得到理想的表面粗糙度。加大磨削深度和轴向进给量... 分析了点磨削加工表面形貌及其精度的几种影响因素。研究发现:砂轮速度和磨削深度对表面粗糙度的影响都可归结为未变形切屑厚度的改变。减小点磨削倾斜角,可以减小未变形切屑厚度,从而得到理想的表面粗糙度。加大磨削深度和轴向进给量可提高材料去除率,但会造成粗糙度增大。这可归结为砂轮有效磨粒数的减少导致工件的表面粗糙度降低。点磨削通过改变倾斜角大小来增加参与磨削的有效磨粒数,保证高材料去除率的同时获得良好表面质量。增加光磨次数和应用倾斜型砂轮都增加了磨粒和工件表面轮廓突峰的接触次数,对于改善表面粗糙度十分有益。 展开更多

关键词 表面粗糙度 快速点磨削 倾斜型砂轮 未变形切屑厚度 有效磨刃数

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硅片纳米磨削过程中磨粒切削深度的测量 被引量：2

6

作者 霍凤伟 康仁科 +2 位作者 赵福令 金洙吉 郭东明 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2006年第5期69-73,共5页

分析了硅片纳米磨削过程中磨粒切削深度的特点，采用基于扫描白光干涉原理的三维表面轮廓仪对磨削后硅片表面的磨削沟槽的深度和宽度进行了测量，进而对磨削沟槽的深度和未变形切屑的横截面的宽高比进行了统计分析。研究表明，采用硅片... 分析了硅片纳米磨削过程中磨粒切削深度的特点，采用基于扫描白光干涉原理的三维表面轮廓仪对磨削后硅片表面的磨削沟槽的深度和宽度进行了测量，进而对磨削沟槽的深度和未变形切屑的横截面的宽高比进行了统计分析。研究表明，采用硅片自旋转磨削方法对硅片进行纳米磨削时，参与切削的磨粒数量极少，起主要切削作用的磨粒只占有效磨粒数量的一小部分，此部分磨粒的切削深度大于砂轮的切削深度，甚至可达后者的2倍；未变形切屑的截面为三角形，其宽高比在21～153之间，平均值为69。 展开更多

关键词 硅片 纳米磨削 磨粒切削深度 未变形切屑厚度 未变形切屑宽高比

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纵扭超声辅助磨削氮化硅亚表面损伤及其试验研究 被引量：5

7

作者 闫艳燕 马千里 +2 位作者 张亚飞 秦飞跃 赵波 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期55-66,共12页

目的探究纵扭超声辅助磨削工艺参数对氮化硅陶瓷亚表面损伤的影响规律。方法首先,建立纵扭超声振动下单颗磨粒的切削轨迹及其切削弧长模型,分析纵扭超声辅助磨削独特的加工机理。其次,考虑砂轮表面磨粒的随机分布特性,并基于硬脆材料脆... 目的探究纵扭超声辅助磨削工艺参数对氮化硅陶瓷亚表面损伤的影响规律。方法首先,建立纵扭超声振动下单颗磨粒的切削轨迹及其切削弧长模型,分析纵扭超声辅助磨削独特的加工机理。其次,考虑砂轮表面磨粒的随机分布特性,并基于硬脆材料脆塑转变特性及其临界转角界定,给出纵扭超声辅助磨削单颗磨粒未变形切屑厚度的概率学模型,进而建立纵扭超声辅助磨削过程中单颗磨粒的平均法向磨削力模型。最后,建立纵扭超声辅助磨削氮化硅亚表面损伤深度模型,并进行试验验证。结果纵扭超声振动的引入增大了纵扭超声辅助磨削过程中单颗磨粒的切削弧长,减小了单颗磨粒平均未变形切屑厚度,降低了单颗磨粒的法向磨削力,最终降低了氮化硅陶瓷亚表面损伤的深度,获得了较好的氮化硅陶瓷表面加工质量。氮化硅亚表面损伤深度随着超声振幅的增大而降低,当超声振幅为6μm时,亚表面损伤深度为5.65μm,相较于普通磨削亚表面损伤深度降低了33.6%。理论模型预测结果与试验结果趋势一致,预测结果与试验结果的最大误差为13.38%,平均误差为8.34%,因此该模型能够为氮化硅实际加工中亚表面损伤深度的预测提供一定参考。结论纵扭超声辅助磨削能够有效降低氮化硅陶瓷加工表面的亚表面损伤深度,进而提高氮化硅陶瓷工件的使用性能。 展开更多

关键词 纵扭超声磨削 氮化硅 亚表面损伤 平均未变形切屑厚度 磨削加工 脆塑性转变

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单颗磨粒切削氮化硅陶瓷表面残留高度研究 被引量：2

8

作者 万林林 刘志坚 +1 位作者 邓朝晖 刘伟 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期1-7,共7页

基于单颗磨粒切削路径规划和未变形切屑厚度模型,建立加工表面残留高度与加工参数之间的关系模型。在高精度数控平面磨床上进行单颗磨粒切削氮化硅陶瓷加工实验,结果表明残留高度与与切削力呈正相关关系。当材料去除方式为以脆性裂纹扩... 基于单颗磨粒切削路径规划和未变形切屑厚度模型,建立加工表面残留高度与加工参数之间的关系模型。在高精度数控平面磨床上进行单颗磨粒切削氮化硅陶瓷加工实验,结果表明残留高度与与切削力呈正相关关系。当材料去除方式为以脆性裂纹扩展控制的断裂破碎时,加工表面残留高度现象相对明显。通过对正交实验结果进行分析,获得有助于降低表面残留高度的加工参数组合,可用于指导实际磨削加工,并通过磨削实验进行验证。 展开更多

关键词 氮化硅陶瓷 残留高度 未变形切屑厚度 单颗磨粒

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金刚石飞切单晶硅的切削力模型及试验研究 被引量：4

9

作者 闫艳燕 王润兴 赵波 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期507-512,共6页

首先对金刚石飞切单晶硅的加工特点进行分析,建立了未变形切屑厚度模型及材料去除类型的理论判定条件;然后推导出了适合金刚石飞切加工特点和单晶硅材料特性的数学预测模型;最后进行了切削力正交试验,并通过切削力试验值与模型计算值对... 首先对金刚石飞切单晶硅的加工特点进行分析,建立了未变形切屑厚度模型及材料去除类型的理论判定条件;然后推导出了适合金刚石飞切加工特点和单晶硅材料特性的数学预测模型;最后进行了切削力正交试验,并通过切削力试验值与模型计算值对比验证了切削力模型的合理性。同时根据试验结果总结了各主要加工参数(切深ap、进给量f、主轴转速n)及其产生的最大未变形切屑厚度hmax对切削力的影响规律。 展开更多

关键词 单晶硅 金刚石飞切 切削力模型 未变形切屑厚度

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基于Shannon理论改进的多齿铣削力模型 被引量：2

10

作者 刘洋 关世玺 +1 位作者 赵宏 刘莞尔 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2022年第8期26-30,34,共6页

铣削力建模的研究中多采用Kline瞬时刚性单齿铣削力模型,该模型实际应用时需根据不同刀齿的角位置对其积分上下限进行多次判定。其复杂且繁琐的应用过程无疑增加了多齿铣削力模型的构建难度,进而导致多齿铣削力模型难以进行后续优化操... 铣削力建模的研究中多采用Kline瞬时刚性单齿铣削力模型,该模型实际应用时需根据不同刀齿的角位置对其积分上下限进行多次判定。其复杂且繁琐的应用过程无疑增加了多齿铣削力模型的构建难度,进而导致多齿铣削力模型难以进行后续优化操作。基于此问题提出了一种针对铣削力模型的新型改进方式,首先通过铣刀几何外形以及未变形切屑厚度构建单齿铣削力模型,随后利用单齿铣削力模型的傅里叶公式推导验证了shannon定理对铣削力模型的适用性,并用其改进了单齿铣削力模型,进而使多齿铣削力模型得到了进一步简化。之后由遗传算法对shannon定理构建的多齿铣削力模型进行参数寻优,并配合修正函数最终完成对多齿铣削力模型的改进。经过铣削力实验验证得出,F1的平均偏差为11.05%,F2的平均偏差为10.49%,F3的平均偏差为11.67%。即该多齿铣削力预测模型符合精度要求,且shannon理论可以应用于切削加工领域中铣削力预测模型的改进。 展开更多

关键词 多齿铣削力 shannon定理 切削力预测 遗传算法 未变形切屑厚度

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CFRP铣削力建模研究 被引量：4

11

作者 万敏 李少恩 +1 位作者 原恒 杜宇轩 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期272-280,共9页

碳纤维增强复合材料(Carbon fiber reinforced polymer/plastic,CFRP)由于其不均匀性和各向异性的材料特性,在铣削加工过程中容易出现各种缺陷。铣削力建模有助于探究CFRP的铣削力变化规律、优化加工参数,进而减少缺陷的产生。本文基于... 碳纤维增强复合材料(Carbon fiber reinforced polymer/plastic,CFRP)由于其不均匀性和各向异性的材料特性,在铣削加工过程中容易出现各种缺陷。铣削力建模有助于探究CFRP的铣削力变化规律、优化加工参数,进而减少缺陷的产生。本文基于多元非线性回归的方法,建立了铣削力系数关于4种影响因素(纤维切削角、瞬时未变形切屑厚度、主轴转速和轴向切深)的函数关系。经过单向CFRP铣削力实验和多向CFRP铣削力实验验证,所建模型可以较准确地预测铣削力变化规律。 展开更多

关键词 碳纤维复合材料 铣削力建模 纤维切削角 瞬时未变形切屑厚度 主轴转速 轴向切深

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曲面铣削过程加工路径对切削力和磨损的影响研究 被引量：2

12

作者 吴雪峰 牟澳磊 +1 位作者 尹海亮 刘亚辉 《工具技术》 2020年第1期16-21,共6页

针对不同走刀路径下的复杂曲面加工过程进行球头铣刀铣削Cr12MoV加工复杂曲面研究,分析不同走刀路径下铣削力和刀具磨损的变化趋势。试验结果表明:通过对比分析直线铣削和曲面铣削过程中的最大未变形切屑厚度,可以得出单周期内曲面铣削... 针对不同走刀路径下的复杂曲面加工过程进行球头铣刀铣削Cr12MoV加工复杂曲面研究,分析不同走刀路径下铣削力和刀具磨损的变化趋势。试验结果表明:通过对比分析直线铣削和曲面铣削过程中的最大未变形切屑厚度,可以得出单周期内曲面铣削的力大于直线铣削过程的力,铣削相同铣削层时环形走刀测得的切削力普遍大于往复走刀测得的切削力;以最小刀具磨损为优化目标,运用方差分析法分析得出不同走刀路径的影响刀具磨损的主次因素,同时利用残差分析方法建立球头铣刀加工复杂曲面刀具磨损预测模型,并通过试验进行验证。 展开更多

关键词 球头铣削Cr12MoV 未变形切屑厚度 走刀路径

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单晶锗微结构的超声振动辅助微切削加工 被引量：2

13

作者 陈俊云 张洁 靳田野 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期69-75,共7页

为解决单晶锗微结构元件超精密金刚石切削加工的技术难题,提出采用超声振动辅助切削技术提高单晶锗的临界未变形切屑厚度,并推导了微结构切削中切屑厚度的理论计算公式.进行微圆弧金刚石刀具的振动辅助微切削实验,研究临界未变形切屑厚... 为解决单晶锗微结构元件超精密金刚石切削加工的技术难题,提出采用超声振动辅助切削技术提高单晶锗的临界未变形切屑厚度,并推导了微结构切削中切屑厚度的理论计算公式.进行微圆弧金刚石刀具的振动辅助微切削实验,研究临界未变形切屑厚度随振幅的变化规律,分析微槽表面加工质量和切屑形貌等.分析4.5μm和10.0μm深的十字槽、矩形凸台等微结构的加工质量,针对微槽边缘的加工损伤问题,采用"切深递减"同时结合横向进给的工艺方法.实验结果表明:微槽切削中切削深度的理论计算值存在较大的误差,应选用直接测量法;振动辅助切削的临界未变形切屑厚度随着振幅的增加而增大,最高达到了704 nm,是普通切削深度的5.2倍.与普通切削相比,振动辅助加工可以在一定程度上降低微槽表面粗糙度.采用振动辅助微切削技术能够在大切深条件下加工出具有较高表面质量和轮廓精度的微结构,能够有效解决微槽侧面加工损伤问题,微槽表面粗糙度R_a值低至3.09 nm. 展开更多

关键词 单晶锗 振动辅助切削 临界未变形切屑厚度 微结构 微金刚石刀具

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基于光滑粒子流体动力学法单颗磨粒超声辅助磨削陶瓷材料的磨削力仿真研究 被引量：11

14

作者 米召阳 梁志强 +3 位作者 王西彬 周天丰 赵文祥 田梦 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1067-1073,共7页

为了揭示轴向超声振动对磨削Si C陶瓷、Al2O3陶瓷的磨削力影响机制,利用光滑粒子流体动力学(SPH)法对单颗金刚石磨粒磨削Si C陶瓷、Al2O3陶瓷的磨削力进行仿真,提出在单颗磨粒模拟磨削中应将平均未变形切屑厚度作为磨削深度。通过分析... 为了揭示轴向超声振动对磨削Si C陶瓷、Al2O3陶瓷的磨削力影响机制,利用光滑粒子流体动力学(SPH)法对单颗金刚石磨粒磨削Si C陶瓷、Al2O3陶瓷的磨削力进行仿真,提出在单颗磨粒模拟磨削中应将平均未变形切屑厚度作为磨削深度。通过分析轴向超声振动振幅与磨粒速度对平均未变形切屑厚度的影响,发现平均未变形切屑厚度随着超声振动振幅的增加而减小、随着磨粒速度的降低而减小。仿真结果表明:与普通磨削(CG)相比,轴向超声振动能够有效降低磨削力;随着超声振动振幅的增加磨削力降低比率增大;在相同磨削参数下,磨粒切削Si C陶瓷时磨削力大于切削Al2O3陶瓷的磨削力。 展开更多

关键词 机械制造工艺与设备 超声辅助磨削 平均未变形切屑厚度 光滑质点流体动力学法 SIC陶瓷 AL2O3陶瓷

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铣削力预测研究进展 被引量：6

15

作者 高毅 魏兆成 王敏杰 《工具技术》 北大核心 2016年第8期3-8,共6页

从切削几何条件不变的平直面加工和切削几何条件可变的曲面加工两个方面综述了当前铣削力预测方面的研究成果。指出研究复杂曲面加工的铣削力预测,尤其是非球头铣刀复杂曲面五轴加工的铣削力预测是本领域的重要发展方向。

关键词 铣削力 切削力 切削系数 未变形切屑厚度

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微细切削中侧刃的切削影响研究 被引量：4

16

作者 李阳 程祥 +1 位作者 周怀彪 郑光明 《机械设计与制造》 北大核心 2022年第5期1-4,共4页

尺度效应是微切削工艺中的一种特殊现象,通常用最小未变形切屑厚度来判定尺度效应发生的临界点。为了更好地理解微细铣削的切削机理,对铣刀钝圆半径与尺度效应之间的关系进行深入研究是有必要的。由于在铣削加工过程中,刀具大多数为径... 尺度效应是微切削工艺中的一种特殊现象,通常用最小未变形切屑厚度来判定尺度效应发生的临界点。为了更好地理解微细铣削的切削机理,对铣刀钝圆半径与尺度效应之间的关系进行深入研究是有必要的。由于在铣削加工过程中,刀具大多数为径向进给,侧刃为主要切削刃,因此这里对仅有侧刃参与切削的情况进行了仿真与试验研究。通过对仿真中切屑形貌与试验中表面粗糙度的分析,分别确定了仿真与试验的最小未变形切屑厚度值。仿真与试验结果表明,微细铣削的两种工艺方式对最小未变形切屑厚度的影响有限,最小未变形切屑厚度为(0.28~0.40)倍的铣刀钝圆半径。同时,工件的材料属性对刀具侧刃的最小未变形切屑厚度有一定的影响。本研究可以用于指导微细铣削加工中对于不同刀具钝圆半径及工件材料加工参数的选择和量化,提高工件加工质量具有重要参考价值。 展开更多

关键词 微细铣削 尺度效应 最小未变形切屑厚度 钝圆半径 侧刃

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颗粒增强钛基复材轴向超声振动辅助磨削试验研究 被引量：3

17

作者 吴帮福 丁文锋 曹洋 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2021年第11期96-102,共7页

针对颗粒增强钛基复合材料(PTMCs)磨削加工过程中磨削温度高、表面质量差、加工效率低及砂轮使用寿命短等问题,在传统磨削加工的基础上引入了超声复合加工技术。开展了普通磨削和超声磨削PTMCs材料对比试验,研究了磨削工艺参数对磨削力... 针对颗粒增强钛基复合材料(PTMCs)磨削加工过程中磨削温度高、表面质量差、加工效率低及砂轮使用寿命短等问题,在传统磨削加工的基础上引入了超声复合加工技术。开展了普通磨削和超声磨削PTMCs材料对比试验,研究了磨削工艺参数对磨削力、表面粗糙度以及显微硬度的影响规律,并深入地分析了超声振动的影响机制。结果表明,超声振动可显著地降低磨削力,法向磨削力降低了11.7%~20.1%,切向磨削力降低了9%~19%。随着材料去除率的增大,加工表面质量逐渐变差,但超声磨削表面粗糙度小于普通磨削,主要是与超声振动改变了砂轮的自锐性能和磨粒运动轨迹有关。此外,由于超声振动降低了磨削力和磨削温度,因此使得超声磨削在一定程度上可抑制磨削烧伤,降低加工表面显微硬度,改善加工表面裂纹缺陷。 展开更多

关键词 颗粒增强钛基复合材料 超声磨削 最大未变形切屑厚度 磨削力 表面粗糙度

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底刃钝圆半径对微细铣削加工的影响研究 被引量：2

18

作者 李阳 程祥 +3 位作者 周怀彪 王飞 郑光明 刘焕宝 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2020年第12期1918-1922,共5页

在微细铣削过程中,刀具大多数为径向进给,侧刃为主要切削刃,针对侧刃进行的研究较多,但是缺少对底刃的研究,因此本文对仅有底刃参与切削的情况进行了仿真与试验研究。通过对仿真中切屑形貌与试验中表面粗糙度的分析,分别确定了仿真与切... 在微细铣削过程中,刀具大多数为径向进给,侧刃为主要切削刃,针对侧刃进行的研究较多,但是缺少对底刃的研究,因此本文对仅有底刃参与切削的情况进行了仿真与试验研究。通过对仿真中切屑形貌与试验中表面粗糙度的分析,分别确定了仿真与切削试验的最小未变形切屑厚度值。仿真与切削试验结果表明,最小未变形切屑厚度的仿真值与试验值没有明显差异,最小未变形切屑厚度为0.61~0.70倍的铣刀钝圆半径。根据仿真结果,发现切屑的形成受切削速度的影响。本研究可以用于指导微细铣削加工中对于不同刀具钝圆半径及工件材料加工参数的选择和量化,对于减少刀具磨损,提高微小工件加工质量,有较为重要的指导意义。 展开更多

关键词 微细铣削 尺度效应 最小未变形切屑厚度 钝圆半径 底刃

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圆柱齿轮滚齿切削力的预测 被引量：10

19

作者 张荣闯 黎柏春 张景强 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期980-985,共6页

切削力是滚齿工艺参数优化、刀具磨损预测和机床设计的重要依据.针对圆柱齿轮滚齿加工,提出了一种基于实体建模技术的切削过程几何仿真方法,实现了未变形切屑的准确提取,进而计算出未变形切屑厚度.基于微分离散思想,将滚刀刀齿切削刃离... 切削力是滚齿工艺参数优化、刀具磨损预测和机床设计的重要依据.针对圆柱齿轮滚齿加工,提出了一种基于实体建模技术的切削过程几何仿真方法,实现了未变形切屑的准确提取,进而计算出未变形切屑厚度.基于微分离散思想,将滚刀刀齿切削刃离散成一系列微元切削刃,采用Kienzle-Victor力模型,建立微元切削力模型,进而构建整体滚刀切削力模型.结合Kistler9123C旋转测力仪和DMU50五轴立式加工中心进行滚齿切削力测量试验,试验结果表明,预测的滚削力在幅值和变化趋势上与试验测量结果吻合良好,验证了该滚削力预测方法的有效性. 展开更多

关键词 滚齿 切削力 实体建模 未变形切屑厚度 几何仿真

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氟化钡晶体超精密切削材料去除机理研究

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作者 康杰 王元康 +4 位作者 张万清 杨伟声 魏齐 邹俊东 刘亚飞 《工具技术》 北大核心 2022年第1期73-77,共5页

氟化钡晶体在红外成像与激光系统有着广泛而重要的应用,作为典型的萤石型离子晶体,其材料去除机理目前尚不清晰,获得超光滑表面仍极具挑战。本研究采用槽切法研究氟化钡晶体脆塑转变临界深度、脆塑转变机制及表面缺陷形成机理。通过分... 氟化钡晶体在红外成像与激光系统有着广泛而重要的应用,作为典型的萤石型离子晶体,其材料去除机理目前尚不清晰,获得超光滑表面仍极具挑战。本研究采用槽切法研究氟化钡晶体脆塑转变临界深度、脆塑转变机制及表面缺陷形成机理。通过分析最大未变形切屑厚度随切削参数的变化规律,提出实现氟化钡晶体塑性域切削的理论模型。对氟化钡晶体进行了端面车削,并借助场发射扫描电子显微镜和轮廓仪对表面微观形貌和表面粗糙度进行了检测。研究表明,在进给率为0.5μm/r,切削深度为5μm的条件下,氟化钡晶体能够在塑性切削模式下实现材料去除,并成功加工出粗糙度Ra值为2.76nm的光滑表面。 展开更多

关键词 氟化钡晶体 脆塑转变 最大未变形切屑厚度 切削参数 塑性域切削

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