刀具磨损三维形貌的测量及评价方法

长期以来,刀具磨损的分析一直局限在二维参数上.利用小景深的光学显微镜.运用聚焦合成的原理,以改进的拉普拉斯算子作为聚焦评价函数,提取与聚焦高度相对应的像素点,叠合生成能够反映刀具磨损表面全貌的全景深图像,进一步重构出刀具磨损表面的三维形貌图.提出了最大磨损深度、平均磨损深度以及磨损体积的刀具磨损评价指标,为后续的磨损区域形貌观察、磨损量的测量以及磨损机理研究提供了依据.     

刀具齿数对7050铝合金薄壁筋铣削残余应力的影响

在相同刃口参数和切削参数条件下,采用整体硬质合金螺旋立铣刀进行7050铝合金薄壁筋高速铣削试验,并通过X射线衍射法测量在不同刀具齿数和刃口跳动下的表面残余应力。结果表明:两齿刀具切削产生拉应力,三齿刀具切削产生压应力;刃口跳动量小的刀具所产生切削残余应力值波动小;提高切削线速度将增大应力值并使其向拉应力方向偏移。     

TC4零件铣削加工残余应力自平衡前值的测量及其有限元分析

对TC4材料的条状零件进行侧铣加工,其加工表面会产生一残余应力层。通过对零件的应力层进行腐蚀剥层,测量此过程中零件挠度的变化,运用逆向思维由底层的应力值和挠度的变化逐步反推上层的应力值,最终得到应力自平衡前的分布情况,排除了零件尺寸和形状因素的影响。基于此应力值可以较准确预测不同尺寸和形状的零件因加工残余应力而产生的变形。运用有限元模拟分析进一步验证了此方法的正确性。     

基于开槽法的毛坯内应力释放数值研究

为研究开槽法对毛坯工件加工变形的影响,分析了材料去除与加工变形的关系,解释了开槽法释放应力的基本原理。建立了开槽宽度、深度、位置等参数与释放变形量的表达式并进行了开槽参数优化。利用有限元法对优化的开槽参数进行了验证,仿真结果表明优化后的开槽参数能够比非优化的参数释放更多的应力。     

基于微量润滑的两级雾化仿真与试验研究

微量润滑切削过程中,切削油雾浓度和粒径分布是影响切削环境空气质量的重要变量,而润滑油的雾化效果与切削现场的油雾浓度和粒径分布密切相关。首先分析了微量润滑油的雾化机理,据此建立雾化数学模型,同时基于商用微量润滑喷嘴结构建立仿真模型,进而采用Fluent软件对微量润滑油的雾化过程进行数值模拟,研究供气压力对雾化效果的影响,并进行试验验证。     

基于电子散斑干涉技术的微变形场测量及残余应力分析

基于电子散斑干涉原理搭建了测量试验平台,通过数字图像处理,得到电子散斑干涉条纹图像,实现了对一维微变形场的测量,对比测量结果与仿真结果,验证了该测量方法的可行性。结合盲孔法测量残余应力的原理,用电子散斑干涉装置取代盲孔法中的应变花来测量因钻孔产生的变形,并由此解残余应力。试验结果表明,基于电子散斑干涉技术的盲孔法残余应力测量系统简单,可行,高效,具有很大的工程应用价值。     

微量润滑系统参数对切削环境空气质量的影响

微量润滑(Minimum quantity lubrication,MQL)切削是现代机加工领域一项先进的准干式切削技术,但微量润滑切削过程中产生的切削油雾仍会影响切削现场的环境空气质量,危害切削场所人员的健康。基于重量分析法,对微量润滑条件下的切削现场油雾浓度进行了测量与分析,揭示了润滑油用量、供气压力、喷射靶距、射流温度以及润滑油特性等微量润滑系统参数对切削现场油雾浓度PM10与PM2.5的影响规律。研究结果表明,润滑油用量是影响切削现场油雾浓度的最主要因素,随着润滑油用量的增加,切削现场油雾浓度显著增大,应控制在15 mL/h以内;在射流温度较低的条件下,空气中悬浮的水汽会发生凝结与黏附现象,从而造成低温微量润滑条件下的油雾浓度检测结果较室温条件下明显增大,但低温微量润滑条件下切削现场油雾浓度会随着射流温度的降低而相对降低。     

适用于多种材料阵列微槽加工的聚晶金刚石铣槽刀制备

结合金刚石飞切刀具和锯片,设计了具有特定形状、尺寸和角度参数的铣槽刀,并采用电火花线切割加工方法制造出了PCD铣槽刀;利用自制PCD铣槽刀进行微细铣削试验,制备出了加工质量良好的典型阵列微槽结构。     

难加工材料枪钻加工技术研究

深孔加工是机械加工领域的重要分支,在钛合金、沉淀硬化不锈钢等难加工材料的深孔加工过程中,存在加工表面质量差、刀具崩刃、磨损严重和断屑排屑困难等问题。枪钻是深孔加工领域发展最早、应用范围最广的深孔加工刀具之一,其几何结构特殊,在深孔加工中具有加工质量好、效率高、直线度好等特点。本文介绍了枪钻的主要结构及受力情况,分析了枪钻的切削加工过程及其断屑条件,通过对切屑、切削力和切削温度的研究,得到了刀具、工艺参数以及切屑对加工质量和刀具磨损的影响规律。最后以两种典型的难加工材料为代表,分析了难加工材料深孔加工的特点。研究结果对难加工材料的枪钻深孔加工具有重要的指导意义。     

基于电子散斑干涉术的残余应力测量

提出一种电子散斑干涉术与钻孔法相结合的残余应力的测量方法,设计了一种测量残余应力的装置。该装置采用半导体激光器实现了紧凑的双光束干涉光路,从而使该装置体积小便于安装和测量。装置中的整个光路和CCD布置在倾斜平面上,避开钻孔方向,实现了残余应力的实时测量。通过试验对单向压缩残余应力进行了测量,对比了试验结果与实际值,证明了该方法的可行性。