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多孔羰基铁粉对磁性复合流体抛光的影响
1
作者 王有良 郭毅 +3 位作者 段小超 于璞垚 张文娟 尹新城 《表面技术》 北大核心 2026年第1期1-12,共12页
目的解决磁性复合流体(Magnetic compound fluid,MCF)在抛光时水分流失导致抛光性能降低,从而增加抛光成本的问题。方法提出一种基于多孔羰基铁粉(Porous carbonyl iron powder,PCIP)的MCF抛光液,探讨羰基铁粉的多孔结构在MCF水分保持... 目的解决磁性复合流体(Magnetic compound fluid,MCF)在抛光时水分流失导致抛光性能降低,从而增加抛光成本的问题。方法提出一种基于多孔羰基铁粉(Porous carbonyl iron powder,PCIP)的MCF抛光液,探讨羰基铁粉的多孔结构在MCF水分保持、磨粒分布优化等方面的作用。首先,采用点蚀法制备多孔结构羰基铁粉,探究反应时间对物质结构、微观形貌、孔径和磁性能的影响规律;然后,通过抛光实验探究含多孔羰基铁粉的MCF对表面粗糙度和材料去除率的影响规律。最后,通过构建抛光质量-抛光作用力-MCF状态-润湿性-抛光温度的内在联系,探究多孔羰基铁粉对水分的作用机理,研究多孔结构对磨粒分布的影响。结果通过控制反应时间,可在羰基铁粉表面制备出不同孔径的多孔结构,在3 h内,随着反应时间的增加,PCIP表面孔径和比表面积增大,磁性能下降,但其物质结构并未改变;采用含有PCIP-2的MCF2的抛光效果最优,在抛光60 min后,工件表面粗糙度由337 nm降至22 nm,下降率约为93.5%,相较于MCF0(含无多孔结构的羰基铁粉),提高了4.9%,材料去除率从4.36×10^(8)μm^(3)/min提升至6.65×10^(8)μm^(3)/min;MCF2抛光后的形貌状态保持良好,PCIP-2粉体表现出更好的亲水性,抛光区域的温升更小。结论多孔结构的储液和缓释性能维持了抛光时的润滑和冷却效果,延长了抛光液的使用寿命;通过镶嵌、固定等方式优化了磨粒分布,提升了MCF抛光性能。 展开更多
关键词 磁性复合流体 表面粗糙度 材料去除率 抛光性能 多孔羰基铁粉 TC4钛合金
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风扇整体叶盘旋振复合抛磨的流场调控与加工效果
2
作者 温学杰 李昆 +2 位作者 李文辉 李秀红 王嘉明 《表面技术》 北大核心 2026年第1期28-42,共15页
目的针对风扇整体叶盘抛磨均匀性不足的问题,开展旋振复合抛磨工艺的流场调控与加工效果研究。方法提出“容器器壁构形、叶片拓展构形、容器适配回转”的颗粒介质流场调控方案。离散元仿真和抛磨实验分析不同调控方案对风扇整体叶盘型... 目的针对风扇整体叶盘抛磨均匀性不足的问题,开展旋振复合抛磨工艺的流场调控与加工效果研究。方法提出“容器器壁构形、叶片拓展构形、容器适配回转”的颗粒介质流场调控方案。离散元仿真和抛磨实验分析不同调控方案对风扇整体叶盘型面法向力、磨损深度和表面粗糙度的影响,揭示最优调控方案时的加工效果。结果相较于调控前,容器器壁构形使得叶背和叶盆型面法向力均匀性分别提高2.58%和7.34%,而叶片拓展构形使得均匀性分别提高55.17%和55.80%。容器适配回转调控后均匀性进一步改善,进而显著提高磨损深度的均匀性,叶背和叶盆型面变异系数分别从1.288和0.573下降至0.258和0.268,同时两型面之间的一致性增强。抛磨后叶背和叶盆型面表面粗糙度值分别从0.939μm和0.918μm下降至0.259μm和0.252μm,变异系数分别为0.068和0.048,满足抛磨需求。此外,表面完整性指标综合改善,叶背和叶盆型面残余压应力分别从-359.17 MPa和-373.86 MPa增加至-535.30 MPa和-554.99 MPa,而维氏硬度分别由237.1HV0.5和225.4HV0.5增加至307.3HV0.5和320.5HV0.5。同时,尺寸偏差均低于0.08 mm,各测点数据表明旋振复合抛磨工艺具有较好的加工均匀性。结论旋振复合抛磨工艺和流场调控方案可综合改善风扇整体叶盘表面完整性指标,并提高叶背和叶盆型面的均匀一致性,且并未破坏其型面精度。本研究为风扇整体叶盘的高表面完整性和均匀一致性抛磨提供研究方法和可行方案。 展开更多
关键词 旋振复合抛磨 风扇整体叶盘 表面完整性 加工均匀性 颗粒介质流场 构形-运动调控
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激光合金化磨削Ti6Al4V表面硼碳共渗机理研究
3
作者 魏永乐 孙聪 《表面技术》 北大核心 2026年第1期70-80,共11页
目的激光合金化技术常用于Ti6Al4V零部件表面强化涂层制备。然而,传统制造方法需要对合金化表面进行二次光整加工,导致工艺过程复杂,生产效率低。为实现高性能Ti6AlV表面的高效性-形协同制造,提出一种钛合金表面加工-强化一体化新技术,... 目的激光合金化技术常用于Ti6Al4V零部件表面强化涂层制备。然而,传统制造方法需要对合金化表面进行二次光整加工,导致工艺过程复杂,生产效率低。为实现高性能Ti6AlV表面的高效性-形协同制造,提出一种钛合金表面加工-强化一体化新技术,即激光辅助磨削。方法制备可分离式B4C涂层,将激光合金化过程耦合到磨削加工过程中去,在单次进给过程中实现Ti6Al4V磨削表面的硼碳共渗强化。结果激光余热促进了多磨粒对重熔层材料的协同去除过程,使动态磨削加工更加稳定。与常规磨削方法相比,激光合金化磨削表面的粗糙度Sa降低了30%。激光合金化磨削可以在Ti6Al4V表面形成含有物弥散分布碳化物和硼化的重熔层。重熔层硬度达到710HV,其耐磨性远超Ti6Al4V基体。同时,重熔层可以有效地阻隔腐蚀介质与基体材料接触,加工表面自腐蚀电流密度Jcorr仅为基体磨削表面的1/3。结论在外置B4C涂层的辅助作用下,激光合金化磨削可实现Ti6Al4V零部件表面的硼碳强化和磨削光整,该技术推动了高性能Ti6Al4V表面性能-精度协同制造向工业化迈进,并为表面抗疲劳领域提供了重要的理论指导。 展开更多
关键词 激光合金化磨削 TI6AL4V B_(4)C涂层 性能-精度协同制造
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考虑晶格缺陷的单晶4H-碳化硅纳米划擦过程分子动力学仿真研究
4
作者 黄向明 蔡云辉 +2 位作者 任莹晖 何洪 陈永福 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期97-105,共9页
关于具有晶格缺陷的单晶碳化硅(SiC)纳米磨削机理尚未完全明晰,通过分子动力学仿真模拟系统,对含晶格缺陷的单晶碳化硅进行了纳米划擦机理的研究.建立了包括金刚石磨粒和具有不同晶格缺陷的4H-SiC仿真模型,通过分子动力学仿真揭示了不... 关于具有晶格缺陷的单晶碳化硅(SiC)纳米磨削机理尚未完全明晰,通过分子动力学仿真模拟系统,对含晶格缺陷的单晶碳化硅进行了纳米划擦机理的研究.建立了包括金刚石磨粒和具有不同晶格缺陷的4H-SiC仿真模型,通过分子动力学仿真揭示了不同缺陷类型对原子间势能、温度、应力和加工性能等关键参数的影响.研究发现,空位缺陷会造成工件原子间势能的不稳定,进而导致划擦后工件温度升高至671 K,而位错缺陷则显示出相对的稳定性.在纳米划擦过程中,含有位错缺陷的晶体展现了最高的平均范式等效应力,达到5.29 GPa.相比之下,存在空位缺陷的晶体表现出较低的应力,为5.07 GPa.这一结果揭示了空位缺陷能够降低材料的屈服强度,从而促进原子移除过程;而位错缺陷则提升了屈服强度,对原子的去除构成了阻碍.此外,空位缺陷抑制了位错成核并减小了损伤层厚度,而位错缺陷导致了明显的位错形成和更深的损伤层. 展开更多
关键词 碳化硅 晶格缺陷 分子动力学 纳米划擦 损伤层厚度
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石墨烯纳米流体微量润滑磨削氧化铝陶瓷的性能评价
5
作者 王勇 黄世瑞 +5 位作者 张晶 张立峰 李晨 余文沁 李贺 王太勇 《机床与液压》 北大核心 2025年第15期91-95,共5页
为研究石墨烯纳米流体微量润滑磨削氧化铝陶瓷的加工性能,提出一种正多边形磨削轨迹的组合实验方法。采用干式、浇注式和石墨烯纳米流体微量润滑3种不同冷却条件对氧化铝陶瓷进行磨削实验,比较磨削速度、进给速度及磨削深度对磨削力和... 为研究石墨烯纳米流体微量润滑磨削氧化铝陶瓷的加工性能,提出一种正多边形磨削轨迹的组合实验方法。采用干式、浇注式和石墨烯纳米流体微量润滑3种不同冷却条件对氧化铝陶瓷进行磨削实验,比较磨削速度、进给速度及磨削深度对磨削力和工件表面质量的影响。结果表明:在磨削参数相同的条件下,石墨烯纳米流体微量润滑下的磨削力最小,浇注式次之,干式最大;干式条件下的最大凹坑长度为40μm,而采用石墨烯纳米流体微量润滑条件下的最大凹坑长度减少至10μm,且能观察到连续的塑性断裂。石墨烯纳米流体微量润滑在改善氧化铝陶瓷磨削性能、提高表面加工质量方面具有显著作用。 展开更多
关键词 石墨烯纳米流体 微量润滑 氧化铝陶瓷 磨削
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花键用10CrNi2Mo3Cu2V钢磨削力和温度试验
6
作者 孙光照 孙浩 +4 位作者 宫延锋 王英豪 管浩宇 崔敏超 王渊彬 《农机使用与维修》 2026年第1期42-47,共6页
花键作为动力传动的核心元件,在现代机械装备中具有不可替代的关键作用。10CrNi2Mo3Cu2V钢因其优异的高强度、高韧性与耐磨性,成为高性能花键制造的重要材料,其磨削加工质量直接影响花键的服役性能、可靠性与寿命。研究磨削过程中磨削... 花键作为动力传动的核心元件,在现代机械装备中具有不可替代的关键作用。10CrNi2Mo3Cu2V钢因其优异的高强度、高韧性与耐磨性,成为高性能花键制造的重要材料,其磨削加工质量直接影响花键的服役性能、可靠性与寿命。研究磨削过程中磨削力与磨削温度的变化规律,对实现工艺优化、质量控制和效率提升具有重要意义。本文系统研究了砂轮类型、工件速度、磨削深度及砂轮速度等工艺参数对10CrNi2Mo3Cu2V钢磨削力的影响,并进而基于磨削力试验,分析了这些参数对磨削温度的影响规律。研究成果不仅对花键磨削机理研究具有参考价值,也为该材料在精密制造中的工程应用提供了理论依据与实践指导。 展开更多
关键词 花键 10CrNi2Mo3Cu2V钢 磨削加工 磨削力 磨削温度
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基于麻雀算法优化神经网络的螺杆砂带磨削去除深度预测 被引量：2
7
作者 杨赫然 张培杰 +3 位作者 孙兴伟 潘飞 董祉序 刘寅 《表面技术》 北大核心 2025年第2期182-190,共9页
目的准确获得螺杆转子砂带磨削材料去除深度,探究工艺参数对材料去除深度的影响。方法通过分析螺杆转子砂带磨削去除机理,确定材料去除深度影响因素。提出一种基于麻雀算法优化长短时记忆网络-卷积神经网络模型(SSA-CNN-LSTM),对螺杆转... 目的准确获得螺杆转子砂带磨削材料去除深度,探究工艺参数对材料去除深度的影响。方法通过分析螺杆转子砂带磨削去除机理,确定材料去除深度影响因素。提出一种基于麻雀算法优化长短时记忆网络-卷积神经网络模型(SSA-CNN-LSTM),对螺杆转子砂带磨削加工中的材料去除深度进行预测。以磨削中影响材料去除深度的因素为输入,磨削深度为输出,构建利用SSA对CNN-LSTM超参数进行寻优的预测模型,并且与CNN-LSTM、LSTM、PSO-BP、RBF以及随机森林预测方法进行对比。结果所提预测方法平均绝对百分比误差MAPE可达0.0461,均方根差RMSE为9.261,平均绝对误差MAE达7.836,确定系数R^(2)为0.9974,相比于未优化CNN-LSTM网络和其他经典网络模型,预测精度更高,能够有效预测螺杆转子磨削材料去除深度。利用提出的模型探究了磨削工艺参数对材料去除深度MRD和材料去除一致性的影响。由预测结果可知,螺杆转子砂带磨削材料去除深度随法向压力、砂带线速度增加而增大,随进给速度、砂带目数增加而减小,且受法向压力影响最明显。通过对磨削前后工件廓形进行分析可知,材料去除深度随磨削区域受到的法向压力呈现中间磨削深度大、两侧逐渐减小的趋势。结论提出的预测模型预测效果显著,分析了工艺参数对磨削材料去除深度和去除一致性的影响规律,可为其他类型的加工轮廓预测提供参考。 展开更多
关键词 材料去除深度 砂带磨削 预测 螺杆转子
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航空齿轮滚磨光整工艺离散元仿真与试验研究 被引量：1
8
作者 赵泽民 李桂花 +3 位作者 朱光照 唐进元 李鑫 刘青松 《机械传动》 北大核心 2025年第2期138-144,共7页
【目的】航空齿轮通常工作在高温、高速、重载等极端环境下,需具备优异的综合性能,表面完整性参数对齿轮疲劳性能有着决定性的影响。滚磨加工是一种利用磨料的机械作用提高工件表面完整性的光整工艺。为改善航空齿轮的表面完整性、提高... 【目的】航空齿轮通常工作在高温、高速、重载等极端环境下,需具备优异的综合性能,表面完整性参数对齿轮疲劳性能有着决定性的影响。滚磨加工是一种利用磨料的机械作用提高工件表面完整性的光整工艺。为改善航空齿轮的表面完整性、提高疲劳寿命,有必要探究齿轮滚磨光整加工中齿面与磨粒接触界面的作用行为。【方法】基于离散元方法建立了航空齿轮滚磨光整仿真模型,分析了滚磨齿面材料去除情况;建立齿面三维粗糙度Sa值预测模型,设计14CrMnSiNi2MoA航空圆柱直齿轮的滚磨光整加工试验,分析了航空齿轮滚磨光整前后表面形貌和残余应力随时间的演变规律。【结果】研究结果表明:滚磨光整加工显著降低了航空齿轮表面粗糙度,并提高了表面残余压应力,但齿面各个位置的滚磨加工效果不均匀,其磨料对齿面的作用强度呈现出近齿顶>节圆处>近齿根规律。 展开更多
关键词 航空齿轮 滚磨光整 离散元法 表面形貌 残余应力
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面齿轮蜗杆砂轮磨削安装误差分析及补偿 被引量：1
9
作者 李国龙 蒲峙杉 +3 位作者 何坤 王梓宇 宁行 张薇 《计算机集成制造系统》 北大核心 2025年第2期452-463,共12页
为了提高面齿轮的磨削加工精度,提出一种齿面误差补偿方法。基于普通蜗杆砂轮磨齿机的机械结构,分析其磨削原理,规划砂轮磨削运动轨迹,并分别建立含刀具同轴度误差和工件平面度误差的面齿轮齿面模型,分析各自对齿面误差的影响规律;提出... 为了提高面齿轮的磨削加工精度,提出一种齿面误差补偿方法。基于普通蜗杆砂轮磨齿机的机械结构,分析其磨削原理,规划砂轮磨削运动轨迹,并分别建立含刀具同轴度误差和工件平面度误差的面齿轮齿面模型,分析各自对齿面误差的影响规律;提出一种基于自适应完备集合经验模态分解的随机误差分离方法,消除齿面测量结果中的随机误差;研究齿面误差分布情况,分析可能造成误差的原因,并依据齿面误差影响规律对机床参数进行修正,以实现误差补偿。最后完成磨齿和测量,结果表明齿面最大法向误差减小79.8%,最大齿形和齿向误差分别减小67.6%和72.4%,齿面精度提高显著。 展开更多
关键词 面齿轮 蜗杆砂轮磨削 误差分析 误差分离 误差补偿
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金刚石磨粒切削-滚压钛合金的干磨削系统控制 被引量：1
10
作者 杨浩 谢晋 +2 位作者 陈佳欣 陈钊杰 何铨鹏 《机械工程学报》 北大核心 2025年第9期168-177,共10页
生物及航空用钛合金及加工工具的低导热率导致机械加工表面热量集中,而超导热金刚石磨粒在磨削中受钛原子催化会发生石墨化磨损,故均需使用难回收的冷却液。基于金刚石的超导热性,增大磨粒刃端面积可以分散钛合金表面的热力集中和抑制... 生物及航空用钛合金及加工工具的低导热率导致机械加工表面热量集中,而超导热金刚石磨粒在磨削中受钛原子催化会发生石墨化磨损,故均需使用难回收的冷却液。基于金刚石的超导热性,增大磨粒刃端面积可以分散钛合金表面的热力集中和抑制磨粒切削刃的石墨化实现干式加工,但超硬金刚石磨粒修整困难。采用放电热化学干式修整技术可以修平金刚石磨粒切削刃端,但修整过程砂轮与电极间的脉冲放电热能不稳定,无法有效进行热化学修整。因此,针对金刚石放电热化学修整功率,研究修整参数的模糊控制技术,提出基于磨粒修平刃端面积的切削-滚压的钛合金干磨削方法,旨在开发加工目标-磨粒形貌-修整工艺-切削滚压状态全流程逻辑链控制的干磨削系统。首先,依据磨粒修整的刃端后刀面积建立磨粒切削-滚压转变系数相关的钛合金加工模型;其次,分析金刚石切削界面热传递平衡的触发条件,建立放电热化学机械复合修整工艺的模糊控制模型;最后进行TC4钛合金干磨削系统的控制实验。结果表明,调节磨粒切削-滚压转变系数可在加工过程中控制磨粒的加工行为由切削转变为滚压精整,增大该系数能够依次实现加工表面的法向切削力分散、金刚石磨粒的石墨化抑制及加工表面的热量分散。同时,磨削系统能够实时控制修整过程非线性相关的放电电源参数和机械运动参数,保持放电热化学修整功率在±5%以内,实现了12μm大切深的钛合金干磨削,粗糙度下降55%到496 nm,表面硬度保持在340 HV,不仅效率高且可以实现钛合金表面强化的抛光功能。 展开更多
关键词 金刚石磨粒 钛合金 切削-滚压 磨削系统 模糊控制
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BK7玻璃磨削加工平台构建与实验验证 被引量：1
11
作者 封超 张金峰 +1 位作者 王保义 蒋忠贇 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第1期63-68,共6页
磨削颤振是砂轮与工件间的强烈振动,它的存在降低了工件的表面质量,加速砂轮磨损,解决的关键是加工过程稳定。首先搭建磨削加工实验平台,并为了研究不同参数对加工稳定性的影响,定义了状态向量,通过Runge-Kutta法求解微分方程。其次以加... 磨削颤振是砂轮与工件间的强烈振动,它的存在降低了工件的表面质量,加速砂轮磨损,解决的关键是加工过程稳定。首先搭建磨削加工实验平台,并为了研究不同参数对加工稳定性的影响,定义了状态向量,通过Runge-Kutta法求解微分方程。其次以加工BK7玻璃为例,选取进给速度和砂轮长度2个参数的稳定和不稳定点进行实验。最后使用Matlab将采集到的数据生成时域信号图和功率谱图,对于进给速度,不稳定区域点的时域信号图和功率谱图峰值分别高达0.620 2 mm和0.128 5 dB,而稳定区域点的峰值仅为0.295 4 mm和0.009 9 dB;对于砂轮长度,不稳定区域点的时域信号图和功率谱图峰值分别高达2.011 9 mm和0.160 4 dB,而稳定区域点的峰值仅为0.225 8 mm和0.006 9 dB。分析时域信号图可以判断颤振情况,观察功率谱图可以发现能量的变化规律,二者结合有助于判定系统稳定状态,指导加工参数的合理选择,有效减少加工颤振。 展开更多
关键词 磨削 平台构建 进给速度 砂轮长度 实验验证
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砂带磨削钛合金表面粗糙度预测研究 被引量：1
12
作者 乔虎 伍娅 曹岩 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第9期162-166,共5页
以TC4钛合金为研究对象,建立砂带磨削钛合金表面粗糙度理论预测模型,分析磨削过程中的主要工艺参数对表面粗糙度的影响。首先设计与搭建了能够在恒定压力和恒定线速度下进行磨削实验的工作台;在该实验台上进行正交实验,利用实验结果进... 以TC4钛合金为研究对象,建立砂带磨削钛合金表面粗糙度理论预测模型,分析磨削过程中的主要工艺参数对表面粗糙度的影响。首先设计与搭建了能够在恒定压力和恒定线速度下进行磨削实验的工作台;在该实验台上进行正交实验,利用实验结果进行多元线性回归分析,从而建立表面粗糙度理论预测模型;对该回归方程与回归系数进行显著性检验,并利用随机实验验证其准确性。实验结果表明:该预测模型具有一定的准确性与可靠性,由正交试验与预测模型分析,表面粗糙度受磨料粒度的影响最大,磨削压力次之,砂带线速度影响最小,随机验证实验的结果显示,该模型具有一定的准确性与可靠性。 展开更多
关键词 钛合金 砂带磨削 表面粗糙度 回归数学模型
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中间相炭微球对多层钎焊金刚石砂轮电解修整磨削性能的影响
13
作者 刘伟 常佳起 +3 位作者 李博鑫 严灿 邓朝晖 万林林 《中国机械工程》 北大核心 2025年第6期1151-1158,共8页
大粒度多层钎焊金刚石砂轮在电解修整时氧化膜成膜质量差、厚度不足,进而导致磨削性能不佳,在磨料层中加入中间相炭微球(MCMB)可以改善这种状况。开展了不同MCMB含量对砂轮性能及其电解修整磨削特性影响的试验研究,结果表明:MCMB能显著... 大粒度多层钎焊金刚石砂轮在电解修整时氧化膜成膜质量差、厚度不足,进而导致磨削性能不佳,在磨料层中加入中间相炭微球(MCMB)可以改善这种状况。开展了不同MCMB含量对砂轮性能及其电解修整磨削特性影响的试验研究,结果表明:MCMB能显著改善砂轮的电解成膜能力,氧化膜厚度最大达到104μm,氧化膜的致密性与黏附性均有改善;含MCMB试验组的工件磨削表面形貌完整性更高,脆性破碎凹坑较少;当工件进给速度为40 mm/s、磨削深度为15μm时,体积分数为5%的MCMB试验组相比不含MCMB的试验组表面粗糙度Ra下降29.8%;在工件进给速度30 mm/s、磨削深度20μm时,体积分数为5%的MCMB试验组相比不含MCMB的试验组亚表面损伤深度减小47.9%。 展开更多
关键词 多层钎焊砂轮 电解修整磨削 中间相炭微球 氧化膜 亚表面损伤
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行星滚柱丝杠副技术分析及装备应用 被引量：2
14
作者 王建修 张旭 彭永童 《金属加工(冷加工)》 2025年第2期38-41,共4页
针对行星滚柱丝杠副产品,分析了标准式、循环式及反向式等5种主流结构的特点,探讨了行星滚柱丝杠副设计分析方向及磨削、车削和旋铣等各类螺纹加工方式的优缺点,分析了加工中的技术难点,并提供相应的解决方案。
关键词 行星滚柱丝杠副 螺纹加工 磨削设备
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深入式磁链磁性复合流体抛光细长弯管工具头工艺研究
15
作者 高大威 许一凡 姜晨 《机电工程》 北大核心 2025年第11期2224-2234,共11页
针对细长弯管内表面抛光效率与质量较低的问题,对深入式磁链磁性复合流体(MCF)抛光细长弯管工具头工艺进行了深入研究。首先,阐述了MCF抛光原理及数学耦合模型的构建方法,为后续研究提供了理论基础;然后,将耦合后的模型结果写入至仿真... 针对细长弯管内表面抛光效率与质量较低的问题,对深入式磁链磁性复合流体(MCF)抛光细长弯管工具头工艺进行了深入研究。首先,阐述了MCF抛光原理及数学耦合模型的构建方法,为后续研究提供了理论基础;然后,将耦合后的模型结果写入至仿真软件中进行了计算,对仿真结果进行了详细的分析,由此选择抛光头主体结构,对弯管加工表面状态进行了分析;最后,通过对不同弯折角度弯管的试验研究,验证了抛光头主体结构的仿真正确性,并使用流量检测加以证明。研究结果表明:横向饼状磁珠抛光工具头在提高抛光效率和表面质量方面表现优异,弯管内表面粗糙度在16 min内从2μm降低到0.5μm,90°弯管抛光后每秒通过流量同比提升了4.6%。该研究可为细长弯管内表面抛光提供高效、高精度的技术方案,对推动MCF抛光技术在工业领域的应用具有一定的价值。 展开更多
关键词 细长弯管 磁性复合流体 抛光工艺 磁链工具头 表面质量 粗糙度
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基于磨削机理的表面形貌和粗糙度预测模型研究进展
16
作者 彭飞 张彦彬 +5 位作者 崔歆 刘明政 梁晓亮 徐培明 周宗明 李长河 《机械工程学报》 北大核心 2025年第13期327-359,共33页
工件表面形貌和粗糙度是磨削加工的重要衡量指标,实现其精准预测对于精密制造的智能化转型升级尤为重要。然而,磨削工件表面创成是一个具有随机性的复杂物理过程,目前基于物理机制的模型预测精度亟待提升。基于此,通过考虑磨削过程的几... 工件表面形貌和粗糙度是磨削加工的重要衡量指标,实现其精准预测对于精密制造的智能化转型升级尤为重要。然而,磨削工件表面创成是一个具有随机性的复杂物理过程,目前基于物理机制的模型预测精度亟待提升。基于此,通过考虑磨削过程的几何学和运动学,详细综述了工件表面形貌的预测模型与方法。首先,综述了包括随机平面方法在内的6种磨粒几何建模方法,探索了磨粒表征参数对拟真性的影响规律。其次,总结磨粒在砂轮表面位姿随机分布的数学模型,探索模型参数对磨粒的突出高度等参数的影响规律,并关联总结磨粒可控排布的砂轮的制备与修整方法。随后,分析了平面磨削、超声辅助磨削等不同磨削工艺的磨粒运动学模型,讨论在不同接触形式下磨粒与工件表面之间的相互作用机理,结合动态有效磨粒模型归纳了表面粗糙度的预测模型。最后,统计分析现有粗糙度模型预测误差,误差范围4.47%~37.65%、平均误差11.59%。为磨削表面形貌和粗糙度的精准预测提供新思路,能够为磨削机理与数据分析相融合的智能预测方法提供借鉴。 展开更多
关键词 磨削 砂轮建模 运动轨迹 接触模型 工件形貌 表面粗糙度预测
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弹性磨具磨抛叶片叶尖圆角工艺研究
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作者 田凤杰 齐子建 +1 位作者 张彦智 李论 《航空制造技术》 北大核心 2025年第4期76-82,共7页
为了实现航空发动机叶片叶尖圆角的自动化磨抛加工,进行了基于弹性磨具的微弧圆角磨抛加工研究,提出了一种可控性良好的叶尖微弧圆角加工方法。以聚酯纤维作为基体材料的弹性磨抛轮,在加工过程中,利用磨抛轮弹性变形的特点使涂附于基体... 为了实现航空发动机叶片叶尖圆角的自动化磨抛加工,进行了基于弹性磨具的微弧圆角磨抛加工研究,提出了一种可控性良好的叶尖微弧圆角加工方法。以聚酯纤维作为基体材料的弹性磨抛轮,在加工过程中,利用磨抛轮弹性变形的特点使涂附于基体表面的磨料将叶尖顶角磨抛加工成微小半径圆角。基于弹性接触理论与Preston去除理论,建立了磨抛轮与叶尖顶角加工状态下的理论接触模型和材料去除模型,采用Abaqus软件对模型进行了接触区域应力仿真分析,并对去除分布函数进行了仿真。理论证明,弹性磨抛轮与叶尖顶角通过自适应包络接触变形,在加工区域与磨抛轮之间形成“微面触切”,从而实现微小半径圆弧的圆角加工。进行了叶片叶尖顶角的圆角磨抛试验,对实现微小圆弧圆角加工的可行性与可控性进行了验证。结果表明,弹性磨抛轮的自适应包络变形使叶尖顶角加工接触区域形成圆弧状应力分布,涂附于基体上的磨料可以良好地磨抛去除,实现圆角加工。此加工方法实现了叶片叶尖微弧圆角的自动化加工,加工后的叶片尺寸精度高,表面质量一致性良好,表面粗糙度稳定在0.20~0.28μm之间,圆角半径大小变化稳定在16μm范围内。 展开更多
关键词 弹性磨抛 航空发动机叶片 叶尖 微弧圆角 工艺参数
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面向数字孪生滚磨光整加工的高保真模型构建方法
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作者 辛宇鹏 李文辉 陈艺文 《计算机集成制造系统》 北大核心 2025年第9期3141-3158,共18页
零件表面微观几何形貌表达以及机械作用力的仿真计算,是影响精密加工仿真结果预测准确度的关键。传统仿真中常采用理想光滑表面模型替代零件真实的几何形貌,往往导致仿真结果与实际加工效果产生巨大偏差。以滚磨光整加工为背景,借鉴数... 零件表面微观几何形貌表达以及机械作用力的仿真计算,是影响精密加工仿真结果预测准确度的关键。传统仿真中常采用理想光滑表面模型替代零件真实的几何形貌,往往导致仿真结果与实际加工效果产生巨大偏差。以滚磨光整加工为背景,借鉴数字孪生理念,提出采用高保真模型模拟预测机械加工作用效果。该模型是一个多维度、多尺度的数据集合,在保留零件表面微观几何尺寸信息的同时,还兼容加工要求、材料和表面质量等信息。研究了面向数字孪生滚磨光整加工的高保真模型几何建模方法,提出了数字孪生滚磨光整加工系统框架,分析了该框架下的高保真模型迭代运行机制。最后,通过对比一尺寸为20 mm×20 mm×3 mm铝合金试件的滚磨光整加工实验和仿真实验结果,验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 数字孪生 滚磨光整加工 表面模型 加工仿真 高保真模型
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轴承沟道低粗糙度旋转磁场磁粒研磨研究
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作者 王栋 任泊龙 +3 位作者 吕二阳 吕梦涵 陈磊 韩奥伟 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第4期99-105,共7页
为降低轴承沟道的表面粗糙度,设计了一种可以生成旋转磁场的磁粒研磨装置,对轴承沟道进行光整加工。采用正交试验探究SiC粒度号、Fe粒度号、加工间隙及工件转速4个工艺参数对轴承沟道表面粗糙度的影响,得出最优工艺参数组合,对轴承沟道... 为降低轴承沟道的表面粗糙度,设计了一种可以生成旋转磁场的磁粒研磨装置,对轴承沟道进行光整加工。采用正交试验探究SiC粒度号、Fe粒度号、加工间隙及工件转速4个工艺参数对轴承沟道表面粗糙度的影响,得出最优工艺参数组合,对轴承沟道进行加工验证。结果表明:在SiC粒度号为400#、Fe粉粒度号为115#、加工间隙为0.5 mm、工件转速为1200 r/min的试验条件下,试样表面粗糙度S_(a)可达到0.056μm;SiC颗粒粒径对试样沟道表面粗糙度S_(a)影响最大,Fe颗粒粒径影响最小;最优工艺参数组合为:SiC粒度号为600#,Fe粉粒度号为120#,加工间隙为1 mm,工件转速为1200 r/min;以该工艺参数组合开展旋转磁场磁粒研磨试验,轴承沟道表面粗糙度S_(a)可降至0.044μm。 展开更多
关键词 旋转磁场 磁粒研磨 轴承沟道 表面粗糙度
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