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单晶镍纳米切削材料去除行为与机理研究 被引量：1
1
作者 田海兰 闫少华 +1 位作者 韩涛 闫海鹏 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第1期157-165,共9页
单晶镍纳米尺度加工时的材料去除机理对实现其超精密加工尤为重要。为此,借助分子动力学仿真研究单晶镍纳米切削时的力热行为、表面/亚表面形成特征以及塑性变形机制以揭示材料去除机理。结果表明单晶镍纳米切削时,有序的镍原子在刀具... 单晶镍纳米尺度加工时的材料去除机理对实现其超精密加工尤为重要。为此,借助分子动力学仿真研究单晶镍纳米切削时的力热行为、表面/亚表面形成特征以及塑性变形机制以揭示材料去除机理。结果表明单晶镍纳米切削时,有序的镍原子在刀具挤压和剪切作用下以非晶结构的形式被去除,部分具有面心立方(face center cubic, FCC)结构的镍原子转变成密排六方(hexagonal close-packed, HCP)结构和非晶结构,主导了相变与非晶化;同时出现伯氏矢量分别为1/6<112>、1/3<100>、1/6<110>、1/3<111>以及1/2<110>的位错线。单晶镍纳米切削时的塑性变形机制为相变、非晶化和位错滑移。在切削过程中,由于几何条件与能量条件被同时满足,发生1/2<110>全位错转变为1/6<112>不全位错的位错反应。在切削力热的作用下,已加工亚表面出现了位错环、梯杆位错、棱住位错、V型位错、原子团簇和空位等缺陷结构。相比于(100)晶面和(110)晶面,沿(111)晶面切削有利于减小亚表面缺陷层深度。 展开更多
关键词 单晶镍 纳米切削 分子动力学 材料去除机理 塑性变形机制
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面向数字孪生建模的薄壁件加工变形预测代理模型研究
2
作者 岳彩旭 张嘉豪 +3 位作者 夏伟 贾儒鸿 郭焱栋 刘献礼 《哈尔滨理工大学学报》 北大核心 2025年第1期51-60,共10页
薄壁类零件被广泛应用于航空航天等领域中,薄壁件加工过程中由于刚性弱、切削力较大等原因易产生变形,会影响尺寸精度。因此针对框梁类航空铝合金薄壁件铣削加工过程中无法实时监测变形的问题,提出了一种薄壁件加工变形预测数字孪生框... 薄壁类零件被广泛应用于航空航天等领域中,薄壁件加工过程中由于刚性弱、切削力较大等原因易产生变形,会影响尺寸精度。因此针对框梁类航空铝合金薄壁件铣削加工过程中无法实时监测变形的问题,提出了一种薄壁件加工变形预测数字孪生框架。利用贝叶斯优化的随机森林代理模型构建了一种数字孪生驱动的薄壁件加工变形预测轻量化模型,基于Unity3D平台搭建了切削变形预测数字孪生智能应用平台,建立了物理加工环境与虚拟仿真空间的双向数据映射机制。实验表明,该方法可有效预测框梁类薄壁件加工过程中的力致变形规律,为高精度加工提供在线监测解决方案。 展开更多
关键词 框梁类薄壁件 加工变形预测 数字孪生 代理模型 在线监测
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基于AE并融合GMM与K-means的无监督颤振监测研究
3
作者 王丹 张凤南 +1 位作者 马岩尉 刘博 《工具技术》 北大核心 2025年第2期139-145,共7页
金属切削过程中颤振的监测方法大致可分为颤振特征提取和聚类分析,其中提取方法有一定的局限性。本文提出一种基于大量未标记动态信号的无监督铣削颤振监测方法,该方法不依赖加工参数和环境,不需要标签,稳定性强,切削力信号来自多次铣... 金属切削过程中颤振的监测方法大致可分为颤振特征提取和聚类分析,其中提取方法有一定的局限性。本文提出一种基于大量未标记动态信号的无监督铣削颤振监测方法,该方法不依赖加工参数和环境,不需要标签,稳定性强,切削力信号来自多次铣削实验。该方法基于自动编码将信号的每一段压缩成二维,使用基于高斯混合模型和K-means合并的混合聚类方法对压缩信号进行聚类。所提出的方法在所有6个典型的无监督评价指标中都优于高斯混合模型和K-means算法。 展开更多
关键词 颤振监测 高斯混合模型 K-MEANS 无监督聚类 自动编码器
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轻气炮超高速切削实验系统开发与钛合金断屑形成机理研究
4
作者 叶贵根 谢文婷 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第11期183-189,共7页
针对典型航空材料Ti-6Al-4V超高速切削过程中形成片状断屑这一现象,创新性地开发了一套基于轻气炮加载技术的高速切削实验平台。通过设计最高速度可达210 m/s的轻气炮驱动系统,并结合扫描电子显微镜等表征手段,分析了刀-屑界面形貌特征... 针对典型航空材料Ti-6Al-4V超高速切削过程中形成片状断屑这一现象,创新性地开发了一套基于轻气炮加载技术的高速切削实验平台。通过设计最高速度可达210 m/s的轻气炮驱动系统,并结合扫描电子显微镜等表征手段,分析了刀-屑界面形貌特征,系统研究了0.05~210 m/s切削速度范围内切屑形态演变规律。实验结果表明,当切削速度达到86.5 m/s时,开始形成片状切屑,其形成源于剪切带的极端演化,导致锯齿状切屑发生断裂分离;切削速度超过128.5 m/s时,剪切断面呈现明显的韧性向脆性转变特征;同时,刀-屑界面温度显著升高,形成特征性的熔滴和塑性流动痕迹。这些发现为航空航天领域钛合金构件的高效精密加工提供了重要的理论指导,对优化切削工艺参数、抑制片状切屑的形成具有重要的工程应用价值。 展开更多
关键词 超高速切削 钛合金 轻气炮实验平台 片状断屑 剪切带
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基于机器学习的曲面薄壁件铣削系统动态特性识别方法研究 被引量：1
5
作者 王小娟 宋清华 +3 位作者 房晓辉 李振洋 杜宜聪 马海峰 《航空制造技术》 北大核心 2025年第6期69-77,共9页
模态参数作为结构动态特性分析的重要内容之一,是薄壁件铣削过程颤振预测的关键。机器学习为传统的结构模态参数识别问题提供了一种新的范式。但复杂曲面薄壁件在特定环境下难以获取数据、数据采集量大并存在大量高维非线性映射关系等... 模态参数作为结构动态特性分析的重要内容之一,是薄壁件铣削过程颤振预测的关键。机器学习为传统的结构模态参数识别问题提供了一种新的范式。但复杂曲面薄壁件在特定环境下难以获取数据、数据采集量大并存在大量高维非线性映射关系等不确定性因素影响,因此提出了一种新的基于机器学习的曲面薄壁件铣削过程动态特性识别方法。首先,建立曲面薄壁件铣削系统状态空间模型,将连续系统离散化,推导出广义铣削系统离散化的随机状态空间方程。其次,基于随机子空间理论获得曲面薄壁件铣削过程模态参数,然后,利用滑动窗口技术进行数据降维,提取信号特征,通过模态参数识别神经网络构建输入特征与模态参数之间的函数关系,实现曲面薄壁件模态参数的识别。最后,以S形标准件为案例,采用本文方法和解析法获得了标准样件的铣削动力学参数,并验证了所提方法的准确性。 展开更多
关键词 曲面薄壁件 铣削 机器学习-随机子空间 模态参数 状态模型
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冲击载荷下的涂层/钢基体界面承载响应及损伤失效行为分析
6
作者 束坤 何清勇 +3 位作者 李臻 吴继强 马欣新 吴波 《工具技术》 北大核心 2025年第4期77-84,共8页
硬质材料的非连续切削加工过程中,冲击载荷作用下的界面损伤失效是导致刀具涂层分层脱附及断裂剥落的重要原因。本文采用显式动力学有限元法分析硬质涂层和弹塑性钢基体组成的膜基系统在球头冲击作用下的界面承载响应,并结合内聚力模型(... 硬质材料的非连续切削加工过程中,冲击载荷作用下的界面损伤失效是导致刀具涂层分层脱附及断裂剥落的重要原因。本文采用显式动力学有限元法分析硬质涂层和弹塑性钢基体组成的膜基系统在球头冲击作用下的界面承载响应,并结合内聚力模型(CZM)研究非理想结合界面的损伤失效行为。结果表明:冲击加载过程中涂层/钢基体界面易发生切向应力集中引起的剪切损伤,而卸载过程中界面损伤失效同时受到法向拉伸和切向剪切应力的影响。随着初始冲击速度的增大,界面损伤由切向剪切损伤转变为法向拉伸损伤与切向剪切损伤共存。硬质涂层较小的弹性模量和膜厚有助于提高冲击载荷作用下的界面损伤抗性。 展开更多
关键词 冲击 硬质固体涂层 界面承载响应 内聚力模型 有限元分析
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硬质合金刀具直角切削316L不锈钢表面黏附与黏附机理的研究
7
作者 黄宗锐 刘战强 +2 位作者 赵金富 王兵 蔡玉奎 《工具技术》 北大核心 2025年第10期41-47,共7页
316L不锈钢在加工过程中容易发生黏附,影响刀具寿命与工件表面的加工质量。本文采用单因素实验,改变切削速度与未变形切屑厚度,分析切削过程中的切削温度、切削力,观测切削后的工件表面,探究硬质合金刀具直角切削316L不锈钢时影响加工... 316L不锈钢在加工过程中容易发生黏附,影响刀具寿命与工件表面的加工质量。本文采用单因素实验,改变切削速度与未变形切屑厚度,分析切削过程中的切削温度、切削力,观测切削后的工件表面,探究硬质合金刀具直角切削316L不锈钢时影响加工表面黏附的因素与黏附机理,并采用黏附体积来判定黏附程度。结果表明:黏附体积随未变形切屑厚度的增大而增大;当未变形切屑厚度一定时,切削速度为1500 mm/s时,黏附体积最小;切削过程中存在3种黏附机制,分别为化学黏附、物理黏附与机械黏附,其中物理黏附是主要黏附机制;温度是影响黏附的主要因素,因此可以通过控制切削温度的方式降低黏附。 展开更多
关键词 黏附机理 316L不锈钢 切削力 切削温度
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二硫化钼-金-正方形阵列结构复合SERS基底的制备技术
8
作者 张景然 毕研瑞 +4 位作者 靖博文 乔健 于淼 石广丰 李晶 《中国表面工程》 北大核心 2025年第4期64-73,共10页
肌红蛋白的检测对于预防急性心肌梗死具有重要意义。基于聚焦离子束、磁控溅射、滴涂三种方法相结合制备二硫化钼-金-正方形阵列结构以作为复合表面增强拉曼散射(SERS)基底,以用于肌红蛋白的高灵敏检测。采用聚焦离子束方法制备不同边... 肌红蛋白的检测对于预防急性心肌梗死具有重要意义。基于聚焦离子束、磁控溅射、滴涂三种方法相结合制备二硫化钼-金-正方形阵列结构以作为复合表面增强拉曼散射(SERS)基底,以用于肌红蛋白的高灵敏检测。采用聚焦离子束方法制备不同边长和不同间距的正方形阵列结构。当正方形边长为300 nm时,相邻正方形间距(504、424、344、264 nm)的变化使其纳米孔的状态由分离到刚接触至相互叠加,且阵列结构的一致性高。采用该SERS基底检测10^(−5)mol/L的R6G溶液,试验结果表明,与相邻正方形纳米孔为分离或叠加状态相比,边长300 nm、间距424 nm的正方形阵列结构(刚接触状态)检测R6G溶液的增强强度最高。其次,与Au-MoS_(2)-L1S2和Au-L1S2相比,MoS_(2)-Au-L1S2复合SERS基底检测10^(−6)mol/L R6G分子的拉曼强度最高,其检测R6G溶液拉曼强度的标准偏差为4.66%,且检测R6G溶液的分辨率为10^(−8)mol/L。此外,在生物蛋白分子检测方面,采用该复合SERS基底能够检测0.02μg/mL的肌红蛋白分子,实现了对肌红蛋白分子的高灵敏度检测。 展开更多
关键词 聚焦离子束 二硫化钼 正方形阵列结构 R6G分子 肌红蛋白分子 表面增强拉曼散射(SERS)
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小模数齿轮断续滚齿热力耦合建模与试验研究
9
作者 夏宁伟 刘辉华 +2 位作者 杨国祥 王俊 周长江 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期88-97,共10页
小模数齿轮加工过程中,滚齿切削时易于产生显著的热变形,进而影响其尺寸精度和服役性能.基于展成法加工原理和齿坯材料切除机制,提出小模数齿轮断续滚齿切削热力耦合计算模型.设计多级滚切速度下的钢制小模数齿轮试件试验,测算试件表面... 小模数齿轮加工过程中,滚齿切削时易于产生显著的热变形,进而影响其尺寸精度和服役性能.基于展成法加工原理和齿坯材料切除机制,提出小模数齿轮断续滚齿切削热力耦合计算模型.设计多级滚切速度下的钢制小模数齿轮试件试验,测算试件表面缺陷、粗糙度与公法线偏差.对比公法线偏差测量值和塑性应变仿真值,验证上述计算模型的正确性.研究齿轮模数、切削速度和传热条件对切削应力、表面温度及热变形的影响规律.结果表明:切削应力水平与模数负相关,与切削速度正相关;齿面缺陷密集度、表面温度和热变形均与切削速度正相关.适当降低滚刀转速、减小滚刀直径及强化切削区对流换热,可减小滚齿热变形,提高齿形精度和表面质量. 展开更多
关键词 小模数齿轮 齿轮加工 热力耦合 传热 热变形
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孔内壁残余应力和表面粗糙度对7050铝合金紧固孔试样疲劳寿命的影响
10
作者 刘长军 戴寅 +1 位作者 常帅 谈建平 《机械工程材料》 北大核心 2025年第1期23-29,共7页
通过不同切削速度(4,8,12,16,20,40,80 mm·min-1)钻铰、不同进给速度(0.02,0.04 mm·r-1)铣削和电火花加工,在7075-T72451铝合金疲劳试样中心制备了不同表面粗糙度和残余应力的紧固孔,通过高周疲劳试验研究了孔表面粗糙度和残... 通过不同切削速度(4,8,12,16,20,40,80 mm·min-1)钻铰、不同进给速度(0.02,0.04 mm·r-1)铣削和电火花加工,在7075-T72451铝合金疲劳试样中心制备了不同表面粗糙度和残余应力的紧固孔,通过高周疲劳试验研究了孔表面粗糙度和残余应力对试样疲劳寿命的影响,建立了孔表面粗糙度和残余应力与疲劳寿命之间的关系。结果表明:3种工艺加工孔中,钻铰孔表面质量最好,可以通过增加切削速度在维持较小表面粗糙度的同时增大残余压应力。表面粗糙度和残余应力共同影响疲劳寿命,表面粗糙度较小时,随着残余压应力增加,疲劳寿命延长;表面粗糙度增大后,应力集中效应对疲劳寿命影响的占比变大,残余应力的影响占比变小,疲劳寿命缩短;切削速度为16 mm·min-1时钻铰孔试样疲劳寿命最长;提出的综合考虑表面粗糙度和残余应力影响的孔表面质量影响系数能在±2.5倍数据分散带内很好地关联疲劳寿命。 展开更多
关键词 孔加工 疲劳寿命 表面粗糙度 残余应力
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基于元学习的数控车床切削能耗预测研究
11
作者 赵华通 王宇钢 +1 位作者 陆宗浩 王涛 《机床与液压》 北大核心 2025年第10期23-29,共7页
针对样本不足导致数据驱动能耗模型预测精度低、泛化性差的问题,提出一种基于元学习的数控车削能耗预测方法。根据元学习训练策略设计试验方案,采集能耗数据,生成能耗训练元任务。然后针对已知工况元任务,通过模型无关元学习(MAML)算法... 针对样本不足导致数据驱动能耗模型预测精度低、泛化性差的问题,提出一种基于元学习的数控车削能耗预测方法。根据元学习训练策略设计试验方案,采集能耗数据,生成能耗训练元任务。然后针对已知工况元任务,通过模型无关元学习(MAML)算法对基于BP神经网络的基模型进行参数寻优;通过添加损失权重梯度函数,对元任务进行梯度归一化处理,最终构建了基于改进的MAML-BP车削能耗预测模型。结果表明:改进的MAML-BP模型在多工况下的车削加工能耗预测中能够获得较高的预测准确度和良好的泛化性。 展开更多
关键词 车削 能耗预测 元学习 BP神经网络 MAML算法
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27SiMn合金钢干式切削过程的有限元建模
12
作者 盛精 向铁明 +2 位作者 吕浩宇 王会 刘超 《厦门理工学院学报》 2025年第1期1-8,共8页
为更好地了解27SiMn合金钢干式切削过程中的切削特性,在建立材料的本构模型、失效模型、刀-屑和刀-工摩擦力模型、初始和边界条件设置以及刀具热传导方程的基础上,采用Abaqus软件建立干式切削27SiMn合金钢三维有限元仿真模型。运用响应... 为更好地了解27SiMn合金钢干式切削过程中的切削特性,在建立材料的本构模型、失效模型、刀-屑和刀-工摩擦力模型、初始和边界条件设置以及刀具热传导方程的基础上,采用Abaqus软件建立干式切削27SiMn合金钢三维有限元仿真模型。运用响应曲面法设计并开展27SiMn合金钢切削实验,将仿真数据与实验结果进行对比分析发现,切削力、切削温度的仿真值与实验值的大小和变化趋势均具有较好的一致性,切削力的相对误差小于5%,切削温度的相对误差小于7%,验证了有限元仿真模型的有效性。 展开更多
关键词 27SiMn合金钢 干式切削 有限元建模 切削力 切削温度 滑动摩擦系数
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钻削参数对GH4169高温合金钻削温度影响分析
13
作者 孙晋亮 谭志银 +1 位作者 杨永琳 卢干 《兰州工业学院学报》 2025年第3期28-32,共5页
GH4169高温合金因其强度高、硬度大等特点,在钻削加工中易发生加工硬化,产生较高钻削温度。以GH4169高温合金为研究对象,利用有限元仿真软件DEFORM-3D建立仿真钻削模型,通过正交仿真试验分析钻削加工参数和钻削温度的关系。对钻削温度... GH4169高温合金因其强度高、硬度大等特点,在钻削加工中易发生加工硬化,产生较高钻削温度。以GH4169高温合金为研究对象,利用有限元仿真软件DEFORM-3D建立仿真钻削模型,通过正交仿真试验分析钻削加工参数和钻削温度的关系。对钻削温度进行极差和方差分析,获得钻削加工的最优方案,并建立了钻削温度关于钻削加工参数的经验公式。结果表明:主轴转速对切削温度产生影响最大,其次是每转进给量,钻削深度影响最小;钻削温度经验公式具有一定可靠性。 展开更多
关键词 CH4169高温合金 钻削温度 钻削参数 有限元仿真
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微量润滑切削液雾滴在线混合装置优化与试验
14
作者 代祥 宋海潮 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第3期465-476,共12页
切削液在线混合式微量润滑喷雾通过获得油水融合型雾滴,可有效改善加工区的润滑和冷却特性。为促进异相切削液在线混合及融合,构建了预雾化切削液精准在线混合微量润滑系统,采用数值方法优化了射流式切削液雾滴在线混合装置,并进行了试... 切削液在线混合式微量润滑喷雾通过获得油水融合型雾滴,可有效改善加工区的润滑和冷却特性。为促进异相切削液在线混合及融合,构建了预雾化切削液精准在线混合微量润滑系统,采用数值方法优化了射流式切削液雾滴在线混合装置,并进行了试验验证。数值仿真表明:采用DPM模型对预雾化雾滴在装置内迁移运动进行数值模拟,并采用面积加权均匀性指数γα描述其截面分布,可有效衡量在线混合效果;喷嘴直径d_n和注入口个数n对水雾分布均匀性影响显著,而面积比m和分流器长度L_(nt)则不显著,且仅有L_(nt)对检测面上油雾分布均匀性无显著影响;混合装置最优参数为油雾注入口n_(o)=2,水雾注入口n_(w)=3、d_(n)=2 mm、L_(nt)=7 mm、m=1∶2。验证试验表明:优选装置对应油基和水基切削液喷雾沉积CV值(变异系数CV,记为CV)分别低至0.2050和0.3183,对应γim值(沉积均匀性指数)则分别高达0.9165和0.8888,均优于其他结构参数混合装置;主射流气流量和预雾化气流量的增加均有助于实现更高的喷雾沉积均匀性以及更小的沉积雾滴直径。优选装置能够实现良好的异相雾滴混合融合效果,避免单相雾滴存在。 展开更多
关键词 切削液 微量润滑 在线混合效果 沉积均匀性 数值仿真 喷雾试验
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基于不同切削液对钛合金加工性能适配性评价研究 被引量：2
15
作者 贾雪冰 袁益楚 +3 位作者 申博宇 黄信达 张烘州 明伟伟 《工具技术》 北大核心 2025年第5期101-106,共6页
为切削加工钛合金选择更加合适的切削液提供适配性评价方法,本文将两种切削液应用于TC4钛合金的铣削过程中。在两种切削液条件下,从表面形貌、表面粗糙度、显微硬度及残余应力出发,探究不同切削液对加工表面质量的影响规律。采用测力仪... 为切削加工钛合金选择更加合适的切削液提供适配性评价方法,本文将两种切削液应用于TC4钛合金的铣削过程中。在两种切削液条件下,从表面形貌、表面粗糙度、显微硬度及残余应力出发,探究不同切削液对加工表面质量的影响规律。采用测力仪采集切削过程中的力信号,分析连续切削加工状态以及铣削参数对铣削力的影响规律。从钛合金铣削加工时刀具的磨损状况分析刀具后刀面磨损量在恒定铣削参数下随铣削时间变化的规律,并通过光学相机、扫描电子显微镜对刀具磨损形貌进行表征分析。针对切削加工过程中表面粗糙度、表面硬度、残余应力变化趋势等研究,结合切削加工过程中切削力的变化趋势以及刀具后刀面磨损量值,进而对钛合金加工性能适配性进行评价,在加工过程中,同时可以为优化切削液的选择和应用提供依据和方法。 展开更多
关键词 切削液 钛合金 表面质量 适配性
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薄壁件铣削稳定性分析与颤振抑制方法研究进展 被引量：1
16
作者 李志民 闫正虎 +5 位作者 解丽静 刘岩松 杨轶程 杨奥科 吴思远 王程霖 《工具技术》 北大核心 2025年第7期1-12,共12页
时变动态特性是薄壁件铣削颤振预测的关键问题之一,本文围绕薄壁件时变动态特性的计算方法进行文献综述,分析不同计算方法的特点,探讨该方向的研究进展。同时,分析装夹布局及装夹力优化对薄壁件动态特性的影响。阐述颤振在线监测技术的... 时变动态特性是薄壁件铣削颤振预测的关键问题之一,本文围绕薄壁件时变动态特性的计算方法进行文献综述,分析不同计算方法的特点,探讨该方向的研究进展。同时,分析装夹布局及装夹力优化对薄壁件动态特性的影响。阐述颤振在线监测技术的发展,从信号采集和预处理、特征提取及多特征模型构建等3个方面进行文献分析。总结薄壁件被动、半主动及主动抑振技术的研究现状,阐述当前薄壁件铣削过程中的主要抑振手段。对薄壁件铣削稳定性分析与颤振抑制方法的未来发展趋势进行展望。 展开更多
关键词 薄壁件 时变特性 装夹布局 在线监测 振动抑振
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多能场赋能生物润滑剂微量润滑磨削研究进展
17
作者 吴浩 刘纪新 +7 位作者 周宗明 颜旭 王广 董兰 姬长贺 盛锐 陈云 李长河 《工具技术》 北大核心 2025年第9期1-12,共12页
随着制造业迫切向低碳与可持续转型,生物纳米润滑剂微量润滑磨削由于其优异的冷却润滑与清洁环保的特点,成为浇注式和干磨削技术优选的替代方案。针对其在砂轮工件界面高温高压边界条件下润滑剂失效的技术问题,提出通过能场对生物纳米... 随着制造业迫切向低碳与可持续转型,生物纳米润滑剂微量润滑磨削由于其优异的冷却润滑与清洁环保的特点,成为浇注式和干磨削技术优选的替代方案。针对其在砂轮工件界面高温高压边界条件下润滑剂失效的技术问题,提出通过能场对生物纳米润滑剂微量润滑进行效能提升,改善高温高压条件下纳米生物润滑剂的强化换热与抗磨减摩的摩擦学性能。但是能量场赋能后,润滑介质在磨削区域的理化性质与磨削性能之间的映射关系尚不明晰。为解决上述问题,本文基于摩擦学和传热学对多能场赋能下的纳米生物润滑剂的磨削性能进行综合性评估。对纳米生物润滑剂的抗磨减磨进行分析,针对不同能量场赋能机理进行物理机制研究。低温赋能下,磨削区域的换热行为得到强化;静电雾化后,液滴粒径和接触角进一步改善,雾滴的浸润性提高;超声辅助下,液滴雾化过程中的二次破碎行为得到强化,液滴粒径的均一性发生改善;磁场赋能下,磁性纳米粒子的有序运动显著降低磨削比能,表面质量得到提高。针对多能场下的纳米生物润滑剂磨削的工程与科学瓶颈提出展望,为未来多能场赋能的工业化应用提出理论与技术支持。 展开更多
关键词 磨削 能场赋能 微量润滑 纳米粒子 生物润滑剂 磁场 静电雾化 低温冷风 超声振动
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钛合金高速切削锯齿状切屑形态演变规律仿真模拟研究
18
作者 崔方圆 李鹏阳 +1 位作者 李言 陈小龙 《工具技术》 北大核心 2025年第8期78-84,共7页
锯齿状切屑是钛合金高速切削加工中的显著特征,会引起切削力的高频周期性波动,进而影响工件已加工表面质量。深入了解锯齿状切屑的形成过程及演变机理有助于优化高速切削加工工艺。本文通过确立材料本构模型、刀—屑分离准则和摩擦模型... 锯齿状切屑是钛合金高速切削加工中的显著特征,会引起切削力的高频周期性波动,进而影响工件已加工表面质量。深入了解锯齿状切屑的形成过程及演变机理有助于优化高速切削加工工艺。本文通过确立材料本构模型、刀—屑分离准则和摩擦模型,创建钛合金高速切削热力耦合有限元模型,并对单节锯齿状切屑形态演变过程中的等效塑性应变、温度场和应力场分布规律进行实时动态分析。在此基础上,提出钛合金高速切削锯齿状切屑的四阶段演变模型。研究结果表明:锯齿状切屑的形成过程可以分为绝热剪切带的启动阶段、萌生阶段、快速发展阶段和沿着绝热剪切带的整体集中剪切滑移阶段,绝热剪切带内的材料发生热塑失稳是锯齿状切屑形成的诱因,试验结果可很好地揭示钛合金高速切削过程中锯齿状切屑的形成过程和演变机理。 展开更多
关键词 高速切削 钛合金 有限元模拟 锯齿状切屑 演变机理
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难加工材料钻削刀具磨损特性研究
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作者 卞玲玲 李金乐 +4 位作者 罗胜 周磊 刘凯 聂超 石运轩 《机电工程技术》 2025年第5期29-33,51,共6页
为揭示难加工材料钻削过程中的磨损变化,从而为刀具的优化设计及实际应用提供参考,以典型难加工材料1Cr18Ni9Ti和GH4169为被加工材料,采用单因素试验法,对4种不同刃口刀具分别采用内冷和外冷方式进行钻削加工,每加工一定距离后采用超景... 为揭示难加工材料钻削过程中的磨损变化,从而为刀具的优化设计及实际应用提供参考,以典型难加工材料1Cr18Ni9Ti和GH4169为被加工材料,采用单因素试验法,对4种不同刃口刀具分别采用内冷和外冷方式进行钻削加工,每加工一定距离后采用超景深显微镜对刀具的后刀面、前刀面及柱刃的磨损值进行测量,同时对磨损形貌进行观测。结果表明:随着加工距离的增加,刀具磨损加剧,刀具钻削过程中主要经历剧烈磨损阶段和正常缓慢磨损阶段,在剧烈磨损阶段其主要失效形式为刀具折断和崩刃,在正常磨损阶段其磨损形式主要为磨粒磨损和黏结磨损,在此阶段应根据磨损情况及时更换刀具保证加工质量;对于内冷和外冷加工,主切削刃内凹量较大时其综合磨损值最小;外凸型切削刃排屑阻力大,切削温度高,易发生黏结磨损,不利于外冷加工的工况。 展开更多
关键词 1CR18NI9TI GH4169 切削参数 磨损 钻削 单因素试验
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