高硬热喷涂层的缓进给切削试验

采用高硬材料切削过程中常用的2种刀具材料CBN和YG610,应用缓进给的模式对高硬喷涂层进行切削试验。试验结果表明：采用小进给切削模式YG610刀具切削高硬热喷涂层可以获得较理想的刀具耐用度,并且加工表面质量可以达到Ra1以下,具备了以车代磨的基本条件。高硬材料切削常用的刀具CBN在切削过程中出现了较严重的非正常破损现象。通过对试验现象的分析,可以认为冲击性和高硬度的同时存在是喷涂层切削的最重要特性。因此,喷涂层切削刀具需要同时具备较高的韧性和硬度。     

等离子弧加热切削工程陶瓷试验

主要阐述了采用自制新型水介质等离子弧设备对氮化硅陶瓷材料进行加热辅助切削的试验条件及过程。通过对加工后刀具磨损的测量,总结出在热源距离h=8mm,电流I=6A,电压U=140V的热源条件下,采用V=450r/min、f=0·08mm/r和ap=0·2mm的切削用量时,刀具磨损比较小,切削效果理想。该试验说明了应用该小功率水介质等离子弧辅助加热切削氮化硅陶瓷材料的方法可行而有效,能够大大降低加工成本,对促进工程陶瓷材料的更广泛应用具有重要意义。     

TiN基复合涂层硬质合金刀具的力学性能与切削性能研究

采用闭合场非平衡磁控溅射离子镀在YT14硬质合金刀具上沉积了TiN、TiAlN、TiN-MoS2和CrTiAlN复合梯度涂层.利用纳米硬度计、维氏显微硬度计、扫描电子显微镜和X射线衍射分析仪表征了刀具涂层的力学性能和组织结构,并在干式切削条件下, 比较研究了涂层对硬质合金刀具切削性能的影响,得出4种涂层刀具的切削寿命的排序依次为CrTiAlN＞TiN-MoS2＞TiAlN＞TiN;研究结果表明,多元复合涂层刀具在提高切削性能方面效果是显著的.     

高压磨料水射流切割Q235钢试验研究

Q235钢在石油天然气行业应用广泛,为研究高压磨料水射流切割Q235钢的性能,应用五轴联动数控后混磨料水射流切割设备,分别研究泵压、入射角、磨料粒径、砂管直径、横移速度和靶距等参数对切割深度的影响。结果表明:切割深度随泵压增大而增大,且大致呈线性关系,随横移速度增大而减小,且减小趋于缓慢;其他条件一定时,分别存在最佳靶距、最佳磨料粒径和最佳砂管直径使得切割深度最大;一定的入射角倾斜可以增大切割深度,试验条件下入射角为105°左右时,切割深度达到最大。     

石墨烯作为水基半合成切削液添加剂的硬质合金-钢材料摩擦学特性分析

改善加工过程润滑条件是延缓刀具磨损的重要途径。将石墨烯作为3034水基半合成切削液的添加剂,研究石墨烯悬浮切削液的硬质合金-钢材料摩擦学性能,研究对象是由硬质合金YG8制备的金属球和由45#钢制备的圆盘形试件;采用球-盘摩擦副接触方式在摩擦磨损试验机上进行试验,测定了质量分数为0. 1%~0. 9%的石墨烯悬浮切削液的平均摩擦特性和摩擦系数;采用激光共聚焦显微镜对磨痕轮廓进行提取,并得出磨损定量评价指数,并用扫描电镜和拉曼光谱仪对磨痕进行磨损机理分析;进行切削实验来分析石墨烯悬浮切削液对切削性能指标的改善情况。实验分析结果表明:石墨烯悬浮切削液能明显改善硬质合金-45#钢之间的润滑条件,摩擦系数和磨损率显著下降,采用不同质量分数石墨烯悬浮切削液的平均摩擦系数较原半合成切削液下降12. 9%~57. 3%,磨损率下降33. 82%,同时切削合力较原半合成切削液下降18. 58%,加工后工件表面粗糙度下降7. 5%。     

叶片数控加工关键技术及切削参数优化

从涡轮叶片的叶型特点出发,综述了叶片数控加工的方法及技术的发展现状,并着重论述了叶片数控加工的几项关键技术叶片造型、叶片加工方式与刀具路径规划、叶片加工变形控制等.以表面粗糙度与切削效率为评价指标,完成了以切削深度、主轴转速、每齿进给量和走刀行距为切削参数的叶片铣削工艺试验研究,通过极差分析法考察了切削参数对表面质量和加工效率的影响规律,最终得到叶片铣削的最优工艺方案.     

激光加热辅助引弧微爆炸加工工程陶瓷的试验研究

为验证激光加热辅助技术改善引弧微爆炸加工质量和提高加工效率的可行性,探索加工工艺参数对加工过程的影响规律,设计了激光加热辅助引弧微爆炸加工试验系统,并通过试验研究了工艺参数对材料去除率和崩碎的影响规律。试验结果表明：激光加热辅助引弧微爆炸加工陶瓷可以提高材料去除率,改善崩碎情况;加工效率随激光功率的增加而提高,随光斑尺寸的增大而降低,随距离的增加先提高后降低;崩碎随激光功率的增加而减少,随光斑尺寸的增大先减少后增多,随距离的增加先减少后增多。研究结果为激光加热辅助引弧微爆炸加工机理的研究和工艺参数的优化提供了参考依据。     

Si3N4和CCr15对巴氏合金摩擦副的摩擦磨损性能研究

在UMT-3摩擦磨损试验机上,将Si3N4、CCr15分别与巴氏合金进行了摩擦磨损试验,并利用扫描电镜和X射线能谱仪观察巴氏合金的磨损表面,探讨其磨损机理,为Si3N4-巴氏合金新型陶瓷轴承的实际应用提供理论依据.结果表明:载荷相同时,Si3N4-巴氏合金的平均摩擦因数和磨损率比CCr15-巴氏合金低;随着载荷的增加,Si3N4-巴氏合金的摩擦因数先升后降,波动幅度明显小于CCr15-巴氏合金;载荷为10N时,Si3N4-巴氏合金摩擦因数达到最大值0.13,在15N时达到最小值0.04;摩擦副整体磨损率较低,巴氏合金的磨损率随载荷增大而增大,平均为10-6 mm3/(N-m).在Si3N4-巴氏合金摩擦表面同时存在陶瓷氧化物润滑膜和金属磨屑,共同起到了润滑减摩的作用.Si3N4-巴氏合金作为陶瓷轴承的配合材料,具有比传统轴承更好的摩擦磨损性能,具有广阔的应用前景.     

腐蚀介质下AZ91镁合金滑动摩擦磨损失效行为分析

利用滑动摩擦磨损试验分别研究了AZ91镁合金在干摩擦条件下和腐蚀介质环境下的滑动摩擦磨损失效行为,并结合腐蚀产物的分析结果,验证了腐蚀可加速磨损失效的进程。结果显示:在干摩擦条件下,AZ91镁合金的摩擦因数随载荷增大表现为先减小后增大,其主要磨损失效形式表现为磨粒磨损和氧化磨损;在腐蚀介质环境下,AZ91镁合金的摩擦因数随载荷增大表现为先减小后趋于平稳,且与干摩擦条件下相比稍有下降,主要是由于腐蚀介质加入后产生了润滑的效果,其主要磨损失效形式表现为磨粒磨损和氧化磨损,以及Cl-的侵蚀影响,失效较为严重;AZ91镁合金在腐蚀磨损后,其磨痕区周围出现了大量点蚀坑,且点蚀坑的数量明显多于磨痕区。     

螺旋桨激励水下艇体振动的试验及数值研究

为考虑螺旋桨真实激励特性,在循环水槽中开展艇尾伴流场中螺旋桨诱导艇尾脉动压力及螺旋桨激励水下艇体振动响应的测量试验。试验结果表明:脉动压力幅值在叶频处最大,且随螺旋桨负载增加而增大,随与螺旋桨之间距离的增大而减小,四叶桨脉动压力在尾翼后的高伴流区幅值较大,五叶桨则在尾翼之间的低伴流区幅值较大；大部分测点的振动响应幅值随螺旋桨负载增加而增大,但也存在叶频处幅值较小和未随负载增加而增大的情况；五叶桨激励引起的侧向振动较四叶桨有所增强而轴向振动有所减弱；特定谱峰频率处振动响应幅值呈一阶弯曲振型,其频率范围与有限元计算结果较为一致。综合采用计算流体动力学、有限元和模态叠加法建立螺旋桨激励水下艇体振动响应的数值计算方法,通过计算与试验结果的对比发现,该方法的计算结果与试验结果吻合较好,相比于采用单位简谐激励的谐响应分析方法更加接近真实情况。     

刀具磨损监测的随机向量相关度量法

本文提出了一种运用功率累积和与n 维随机向量相关度量监测刀具磨损的新方法,即通过计算刀具三向振动加速度的相关度量系数,主轴扭矩或某项振动加速度的功率累积和综合监测刀具的磨损、破损以及刀具磨损的程度。该法在简单性、可靠性等方面比以往提出的方法有较大的进步,因而使得本方法具有很大的应用前景。文中对该法的理论基础进行了严格的证明,并给出了实验论证结果。     

基于变转速的柴油抗磨性评定方法

以MRS-1J型四球摩擦磨损试验机为平台,提出了一种变转速条件下柴油抗磨性评定方法。利用VC＋＋对试验机软件进行了改进,增加了负荷-转速程序控制功能,实现了试验机自由设置转速、负荷的变化范围、变化速率和变化模式。通过正交试验方法确定了最佳试验条件,发现试验时间3N1min,负荷11N2N,油温60℃,转速在1 min内由100 r/min线性上升至20N3r/min再线性下降至100 r/min并依次循环时,该试验方法具有良好的重复性和区分性。在与高频往复试验机法的对比中,发现该方法的磨斑直径变化率大于高频往复试验机法,证明变转速四球机法优于高频往复试验机法。     

Feasibility of surface-coated friction stir welding tools to join AISI 304 grade austenitic stainless steel

An attempt is made to develop the tools that are capable enough to withstand the shear, impact and thermal forces that occur during friction stir welding of stainless steels. The atmospheric plasma spray and plasma transferred arc hardfacing processes are employed to deposit refractory ceramic based composite coatings on the Inconel 738 alloy. Five different combinations of self-fluxing alloy powder and 60% ceramic reinforcement particulate mixtures are used for coating. The best friction stir welding tool selected based on tool wear analysis is used to fabricate the austenitic stainless steel joints.     

振动影响下金刚石车削表面的形貌仿真

超精密车削加工中,影响工件表面形貌的主要因素有刀具的几何形状、进给速度、主轴转速、刀具与工件的相对振动等,考虑这些因素,对超精密加工的三维表面形貌进行建模,并通过仿真分析刀具轮廓在工件径向截面内可能发生的剪切现象。验证结果表明,用该模型仿真超精密端面车削的工件表面能得到较好的效果。利用该模型可以模拟刀具切削运动的轨迹、预测工件表面三维微观形貌及二维截面轮廓形状等表面特征,并可将其作为实际切削加工中切削参数优化的理论指导。     

用最大熵谱法分离切削声发射信号的研究

对金属切削过程中不同声发射源的信号进行分离,是声发射技术用于切削状态监控以及提高其可靠性的关键。文中采用宽频带测试系统和最大熵谱分析方法,对车削过程中众多声发射源的声发射信号进行了分离实验研究。结果表明,在频域内进行不同声发射源的声发射信号的分离是可行的。     

Dissimilar friction stir spot welding of AA2024-T3/AA7075-T6 aluminum alloys under different welding parameters and media

This paper studies the friction stir spot welding of AA2024-T3/AA7075-T6 Al alloys in the ambient and underwater environments by clarifying the nugget features,microstructure,fracture and mechanical properties of the joints.The results show that the water-cooling medium exhibits a significant heat absorption capacity in the AA2024-T3/AA7075-T6 welded joint.Nugget features such as stir zone width,circular imprints,average grain sizes,and angular inter-material hooking are reduced by the water-cooling effect in the joints.Narrower whitish(intercalated structures)bands are formed in the under-water joints while Mg2Si and Al2CuMg precipitates are formed in the ambient and the underwater welded joints respectively.An increase in tool rotational speed(600-1400 rpm)and plunge depth(0.1-0.5 mm)increases the tensile-shear force of the welded AA2024-T3/AA7075-T6 joints in both the ambient and underwater environments.The maximum tensile-shear forces of 5900 N and 6700 N were obtained in the ambient and the underwater welds respectively.     

烷烃磨削液应用于Si_3N_4陶瓷磨削时的砂轮堵塞机理及改性研究

通过一系列试验,考察了采用不同烷烃乳液及极性添加剂作为磨削液时金刚石砂轮磨削S i3N4陶瓷时的堵塞效果。试验结果表明:由于烷烃油膜表面的非极性性质对非极性的S i3N4磨屑有很强的吸引力,采用烷烃乳液作为磨削液时,金刚石砂轮较易发生堵塞。通过在烷烃乳液中添加极性有机物,可以很大程度上缓解堵塞的发生,最佳的极性添加剂分子结构需要同时具备一定的憎水基团和亲水基团。     

2D and 3D milled surface roughness of high volume fraction Si Cp/Al composites

This paper presents a study on surface roughness generated by high speed milling of high volume fraction(65%) silicon carbide particlereinforced aluminum matrix(Si Cp/Al) composites.Typical 2D(Raand Rz) and 3D(Saand Sq) surface roughness parameters were selected to evaluate the influence of the milling parameters on the surface quality in comparison with aluminum alloy.The 3D topography of the milled surface was studied as well.The results indicate that 3D parameters(Saand Sq) are more capable to describe the influence of the milling parameters on the surface quality,and among them Sqis preferable due to its good sensitivity.Sqdecreases with milling speed and increases with feed rate.The influence of axial depth of cut(ADOC) is negligible.