微铣削单晶高温合金切屑去除机理和实验研究

单晶高温合金零件在高温环境中应用广泛,微铣削过程中产生的不规则切屑严重影响工件的表面质量,属于典型的难加工材料.针对单晶镍基高温合金材料DD98,采用微小刃径铣刀对其进行高速铣削,并对铣削过程中的切屑形貌进行了分析,建立了切屑去除的理论模型.结果表明:去除切屑形貌为微观节状切屑,切屑表面呈锯齿状,微铣削单晶高温合金材料...     

高温合金蜂窝芯冰固持低损伤加工技术研究

针对金属蜂窝芯存在的薄壁多孔、各向异性、面内弱刚性、径向强度小等加工难题,提出了高温合金蜂窝芯冰固持低损伤加工方法.分析了金属蜂窝芯冰固持装夹原理,验证了工艺系统的适应性和可靠性.开展了蜂窝芯冰固持超低温冷却加工的单因素试验,阐明了蜂窝芯加工缺陷形成规律.试验结果表明:在金属蜂窝芯加工中引入冰固持超低温冷却的装夹和加工...     

高温合金蜂窝芯加工振动分析与试验研究

高温合金蜂窝芯具有薄壁、多孔、面内弱刚性等特点,加工过程中易出现毛刺、撕裂、塌边等缺陷,采用冰固持加工后改善了加工质量,但仍然存在振动幅值较大的问题。针对高温合金蜂窝芯冰固持加工的振动问题,分析并确定冰固持条件下的高温合金蜂窝芯加工振动的主要形式是非谐波非周期性激励下的强迫振动,求解切入角变化导致的强迫振动激励间隔时间的变化规律。通过试验获得切削用量对高温合金蜂窝芯冰固持加工振动的影响规律,试验结果表明,当主轴转速为7000r/min、进给速度为4000mm/min、切削深度为0.5～1.5mm、切削宽度为0.5mm时,振动幅值较小,加工状态稳定,加工质量较好。     

高速铣削铁基高温合金的试验研究

针对铁基高温合金(GH696)在干切环境下,选用超细晶粒硬质合金(涂层材料为TiAlN)机夹式铣刀在Mikron UCP 710五轴联动加工中心上作了切削试验研究.获得了不同环境下,铣削力和切削参数的变化关系,分析了高速铣削铁基高温合金铣削力随着铣削参数变化的趋势和原因.     

高温合金GH4169高速铣削仿真加工与分析

利用Third wave AdvantEdge FEM软件建立了三维切削模型,对高温合金GH4169进行了高速铣削模拟加工.通过模拟分析得到了切削速度、每齿进给量、切削深度对切削热的影响规律;试验中发现,切削速度的变化对切削温度的影响规律与高速切削理论有出入,切削速度的变化对切削温度的影响较每齿进给量和切削深度大.     

超声振动铣削加工石墨材料去除机理与加工表面质量评价

石墨模具铣削加工过程中存在严重的表面破碎问题,超声振动辅助加工能够显著减少表面破碎,提高加工质量。然而,目前缺少超声振动辅助铣削石墨材料的材料去除机理和加工质量评价相关研究。通过超声振动辅助铣削实验,研究了石墨材料超声振动辅助铣削去除机理和加工表面质量影响因素;分析了超声振动辅助对切削力、声发射信号强度、切屑和表面形貌特征的影响;探究了加工工艺参数对表面粗糙度的影响规律。结果表明,石墨材料铣削加工材料去除机制主要分为微破碎去除和大块破碎去除两类。超声振动辅助能够提高材料微破碎去除机制比例,提高加工质量,同时降低切削力约25%和声发射信号强度。通过工艺参数实验发现,超声振动辅助铣削条件下,降低径向切削深度和每齿进给量能够降低表面粗糙度2倍以上。选择合适的超声振幅有助于抑制表面破碎和提高加工表面质量,但是增大切削速度会削弱超声振动作用,过大的超声振幅也会导致表面质量变差。综上,超声振动辅助对抑制石墨铣削加工表面破碎具有明显效果,为进一步解决石墨加工表面破碎问题提供指导。     

关于硬脆材料去除机理与加工损伤的理性思考

硬脆材料是典型的难加工材料。长期以来,实现“延性域”磨削被认为是消除加工损伤的重要途径。从“临界切深模型”和“延性域磨削条件下的损伤”两个角度分析了“延性域”磨削理论存在的问题,从“尺寸效应”、“应变率效应”和“温度效应”三个方面讨论了影响硬脆材料磨削加工损伤的主要因素,并基于位错理论对磨削加工材料去除机理、变形和断裂机制、加工损伤等重要问题进行了理性思考。旨在澄清“延性域”磨削加工的概念,并证明了“延性域”磨削并不代表没有加工损伤。硬脆材料的塑性变形或脆性断裂是“尺寸效应”、“温度效应”与“应变率效应”三者相互竞争、综合作用的结果,超高速磨削在降低硬脆材料加工损伤、提高加工效率方面有巨大的工程应用潜力。     

铝蜂窝芯铣削加工刀具角度优化

为了优化铣刀角度进而提升铝蜂窝芯铣削质量,以Al5052蜂窝芯为研究对象,基于Abaqus建立了其铣削过程的仿真模型,通过实验验证了其准确性。在此基础上,通过单因素方法探究了刀具几何角度对蜂窝壁铣削质量的影响规律,利用响应曲面法建立了刀具几何角度对蜂窝壁铣削变形量影响的回归模型,求解得到了最优的刀具几何参数组合并进行了实验验证。结果表明,刀具角度对蜂窝壁变形的影响较大,其影响顺序为侧刃前角>螺旋角>端刃后角>侧刃后角,最优的参数组合为侧刃前角13°、侧刃后角8°、螺旋角58°、端刃后角15°,经验证,铣削质量相较于通用刀具提升64.3%。     

SiCf/SiC复合材料激光烧蚀辅助铣削材料去除机理与加工表面质量评价

现代航空部件对材料的耐高温性、高强度和轻量化提出了更高要求。Si C_f/Si C复合材料具有优异的综合性能,但其高脆性和各向异性使其高性能制造面临挑战。通过激光烧蚀预实验,掌握了Si C_f/Si C复合材料激光烧蚀产物的物相组成和烧蚀机理,探究了激光参数对烧蚀性质的影响规律。通过常规铣削和激光烧蚀辅助铣削的对比实验,分析了常规铣削、部分烧蚀-铣削和完全烧蚀-铣削三种不同加工策略的材料去除机理,探究了烧蚀层占比对加工表面质量的影响规律。研究表明：激光烧蚀产物主要由3C-Si C和非晶态Si O₂组成。常规铣削加工中,纤维发生宏观脆性断裂,已加工表面存在多处裂纹、凹坑等加工缺陷。部分烧蚀-铣削中,纤维断裂以微观脆性断裂为主,少部分位置发生了纤维拔出和宏观脆性断裂。完全烧蚀-铣削加工中,纤维发生了微观脆性断裂,基体发生鳞状破碎。激光烧蚀辅助铣削加工质量优于常规铣削,部分烧蚀-铣削和完全烧蚀-铣削的表面粗糙度基本相同。低烧蚀层占比和高烧蚀层占比下进行铣削加工切削力差距较小。低烧蚀层占比的铣削加工中,纤维以微观-宏观脆性断裂为主;高烧蚀层占比的铣削加工中,大部分纤维发生了微观脆性断裂。综上所述,部分烧蚀-铣削和低烧蚀层占比是较优的加工方案。     

超声波铣削加工材料去除率的理论模型

超声波铣削加工适于硬脆材料复杂型腔的加工，加工中影响材料去除率的因素很多，为了优化加工参数以及更好地控制加工过程，研究了各种加工参数对材料去除率的影响规律。分析了工具的高频振动、旋转以及机床进给三种运动综合作用下超声波铣削加工的材料去除机理，在传统超声波加工机理以及材料去除率模型的基础上，基于压痕断裂理论，建立了超声波铣削加工材料去除率理论模型。该模型可用于仿真实验研究及预测超声波铣削加工中的材料去除率。     

线电极放电铣削凹坑的材料去除率规律研究

线电极放电铣削加工是一种新型电火花铣削技术，它的最大优点是可通过线电极的缓慢移动来补偿加工中的电极损耗。在其加工过程中，由于较多的参数影响（包括电参数和非电参数）及复杂的放电机理，要获得理想的加工效果相当困难。为此，本文通过试验对线电极放电铣削材料去除率进行了初步研究。     

航空发动机整体叶盘高效盘铣加工技术与刀具应用分析

随着航空制造业的发展,对航空发动机关键零部件的质量提出更高的要求,由于其材料大多为难加工材料,并具有复杂结构特征,给加工制造带来了很大的困难。如何能高效、高质量地加工出这些复杂零部件是亟需解决的难题,而盘铣加工技术及其刀具应用则是解决这一难题的有效途径之一。本文首先对航空发动机部件整体叶盘的材料特性进行分析;然后,进行整体叶盘盘铣加工技术的探讨,对其可行性制造方法进行比较,明确高效盘铣加工技术在整体叶盘的加工中具有显著优势;其次,在对盘铣切削特点及其加工方式进行分析基础上,还就盘铣刀的应用及其失效形式进行探讨;进而,从盘铣刀具材料的选用、几何特征的特殊设计、刀片新型槽型开发等方面实现对刀具结构的优化设计。以上分析探讨将为解决整体叶盘的高效切削问题及航空航天领域核心零部件国产化提供参考。     

化学机械抛光过程低 k/铜表面材料去除机制及损伤机制研究进展*

针对低k介质/铜表面在平坦化加工中极易造成材料界面剥离、互连线损伤和表面不平整等问题,国内外学者对CMP过程中的材料去除机制以及损伤机制开展了大量的研究工作。对集成电路平坦化工艺——化学机械抛光过程中低k介质/铜界面的力学行为和摩擦损伤特性研究进展进行综述,介绍异质表面的材料去除行为及去除理论研究现状;展望了化学机械抛光过程低k介质/铜表面去除机制研究的研究趋势,即通过对异质界面的分子原子迁移行为研究,揭示异质表面的微观材料去除机制及损伤形成机制,最终寻找到异质表面平坦化及损伤控制方法。     

GH706高温合金削力试验研究

针对高温合金材料GH706切削加工性差的问题,通过对高温合金GH706的铣削试验,研究切削速度、每齿进给量和轴向切削深度对铣削力的影响.通过单因素试验得到了切削参数与铣削力的变化曲线;用正交实验法和多元线性回归分析方法建立了铣削力经验公式,并进行了试验验证.试验结果表明,铣削力经验公式可以有效地预测铣削力的大小;铣削力随着轴向切深、每齿进给量的增加而增加,而随着切削速度的增加有减小的趋势.     

HAP/SiCw复合生物陶瓷材料的超声波加工

研究了用超声波加工技术对HAP/SiC复合生物陶瓷材料进行加工时晶须取向对加工机理、材料去除率和加工表面粗糙度的影响。研究结果表明材料去除率和加工表面粗糙度随晶须方向角的增大而增大。在相同的加工条件下 ,材料的断裂韧性越高 ,其MMR越小。该研究为HAP/SiCw复合生物陶瓷材料的超声波加工提供了工艺依据     

水包油型乳化液钛合金TC4电火花加工特性研究

为解决钛合金在煤油介质中电火花加工效率低及在蒸馏水介质中加工表面质量差的问题,提出利用乳化剂将煤油和蒸馏水超声振动后形成水包油型乳化液作为工作介质的加工方法。分别以煤油、水包油型乳化液和蒸馏水为工作介质,对钛合金TC4进行放电加工试验,从加工效率、电极相对损耗率和表面质量三个方面,对比研究了不同工作介质中钛合金电火花加工的特性。试验结果表明：水包油型乳化液中的加工效率是煤油中加工效率的两倍左右,工件表面粗糙度值Ra比蒸馏水中的Ra值减小了15%~20%,加工后工件表面微裂纹较少,表面较平整,但其电极相对损耗率高。     

大理石的超声波加工试验研究

本文采用超声波加工技术对大理石的孔加工进行了试验研究,并与陶瓷材料进行了对比试验,研究了各种加工参数对材料材料率和加工精度的影响。试验结果表明：材料去除率与其力学性能有关,在同样的加工条件下,材料的强度和断裂韧性越高,其材料材料率越低,加工精度越高。