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大行程快刀伺服系统设计与控制技术研究
1
作者 雷鑫楠 丁飞 吴东旭 《制造技术与机床》 北大核心 2026年第1期215-221,共7页
面向超精密的光学自由曲面或表面微结构的制造问题,文章研制了一种大行程快速刀具伺服系统。该系统的设计采用音圈电机(voice coil motor, VCM)作为驱动元件,以气浮导轨进行支撑与导向,并通过有限元分析的方法对动子静力学特性和模态进... 面向超精密的光学自由曲面或表面微结构的制造问题,文章研制了一种大行程快速刀具伺服系统。该系统的设计采用音圈电机(voice coil motor, VCM)作为驱动元件,以气浮导轨进行支撑与导向,并通过有限元分析的方法对动子静力学特性和模态进行了仿真分析。根据系统所需性能指标搭建了伺服系统,通过频响测试并基于最小二乘法建立了被控对象的数学模型。随后结合数学模型对控制系统进行建模并研究了PID参数整定。经测试,快刀伺服系统能够实现大于6 mm的最大行程,在200 Hz频率下行程范围大于100μm,具有良好的响应能力。 展开更多
关键词 快刀伺服 音圈电机 气浮导轨 系统辨识 参数优化
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激光粉末床熔融成形记忆合金的研究现状及展望 被引量：1
2
作者 韩永典 刘敏倩 +1 位作者 张颜坤 徐连勇 《焊管》 2025年第8期33-42,51,共11页
形状记忆合金(SMAs)基于有序相的热弹性马氏体相变,可以在外部能场(应力场、温度场或磁场等)激励下自发实现原始形状的可逆变形,是一种集感知与驱动一体化的先进智能材料。利用激光粉末床熔融技术(LPBF)制备形状记忆合金等智能材料,将... 形状记忆合金(SMAs)基于有序相的热弹性马氏体相变,可以在外部能场(应力场、温度场或磁场等)激励下自发实现原始形状的可逆变形,是一种集感知与驱动一体化的先进智能材料。利用激光粉末床熔融技术(LPBF)制备形状记忆合金等智能材料,将时间维度引入到增材制造,从而实现在外部激励下对增材构件的形状、性能和功能的可控调节,被称为4D打印,是目前形状记忆合金领域的研究热点之一。对近年来国内外激光粉末床熔融成形记忆合金的研究进展进行了介绍,重点对NiTi基合金和Cu基合金的LPBF成形研究、性能研究和功能研究成果进行了分析,提出下一步应开展LPBF形状记忆合金在各种复杂环境中的性能和功能研究,并深入探究其功能稳定性,推动LPBF形状记忆合金的工程应用。 展开更多
关键词 形状记忆合金 激光粉末床熔融成形 NiTi基合金 CU基合金 马氏体相变
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机器人关节轴承自润滑PTFE/PEEK复合材料的制备及其摩擦学性能研究
3
作者 李林琛 蒋磊 周康 《化工新型材料》 北大核心 2025年第7期110-114,127,共6页
采用熔融沉积成型(FDM)和热压烧结工艺分别制备机器人关节轴承自润滑聚四氟乙烯/聚醚醚酮(PTFE/PEEK)复合材料,并对复合材料进行热处理改性,采用单因素实验探讨了热处理各阶段(升温、保温、冷却)工艺参数对复合材料摩擦学性能的影响。... 采用熔融沉积成型(FDM)和热压烧结工艺分别制备机器人关节轴承自润滑聚四氟乙烯/聚醚醚酮(PTFE/PEEK)复合材料,并对复合材料进行热处理改性,采用单因素实验探讨了热处理各阶段(升温、保温、冷却)工艺参数对复合材料摩擦学性能的影响。结果表明:热处理改性可以显著提高FDM及热压烧结工艺成型PTFE/PEEK复合材料的摩擦学性能,但需合理把控升温速率,升温速率过快容易导致材料结晶不充分,劣化改性效果,升温速率为2℃/min时制备的试样摩擦学性能最优;FDM和热压烧结成型试样对应的最佳保温温度分别为210℃和205℃,过高的温度容易诱导材料脆性转变,劣化其摩擦学性能;相较于骤冷的冷却方式,自然冷却可以减小PTFE/PEEK复合材料内部由于冷却而产生的应力及其他结构缺陷,自然冷却条件下FDM成型试样的摩擦因数降低约16.81%,热压烧结试样摩擦因数降低11.65%,从而赋予材料更优的摩擦学性能。 展开更多
关键词 熔融沉积成型 热压烧结成型 聚四氟乙烯 聚醚醚酮 热处理改性
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基于正交试验的立体光固化增材制造工艺参数优化研究
4
作者 王迹 张洋 程明 《电加工与模具》 北大核心 2025年第1期55-61,75,共8页
光固化增材制造因光敏树脂材料成本高、调整参数过多导致打印质量不稳定。选取层厚、曝光时间、曝光强度和等待时间四个工艺参数作为单因素试验,结合试样表面粗糙度、力学拉伸性能指标进行分析,并采用L_(9)(3^(4))正交试验优化四个参数... 光固化增材制造因光敏树脂材料成本高、调整参数过多导致打印质量不稳定。选取层厚、曝光时间、曝光强度和等待时间四个工艺参数作为单因素试验,结合试样表面粗糙度、力学拉伸性能指标进行分析,并采用L_(9)(3^(4))正交试验优化四个参数。结果表明:层厚对机械性能影响最大,曝光强度对表面质量影响最大,而等待时间对机械性能和表面质量影响均最小。基于极差分析,得出拉伸性能最佳成形参数组合A_(1)B_(1)C_(2)D_(2),表面质量最佳成形参数组合A_(2)B_(2)C_(2)D_(3),对光固化增材制造成形参数进行了有效优化。通过缺陷分析,5 500 ms曝光时间较低或1 400 mW/cm^(2)曝光强度过高是形成气孔的主要原因,而层厚大于0.05 mm或曝光强度低于1 350 mW/cm^(2)会增加裂纹倾向。 展开更多
关键词 光固化 正交试验 参数优化
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基于3D打印的轻量化静压空气轴承设计与流体动力学性能优化
5
作者 王冬冬 郑刚 +4 位作者 郑作赟 王琦 张喜辰 相敏 张鹏 《铸造技术》 2025年第9期902-909,共8页
航空发动机对轴承的轻量化与高承载能力提出迫切需求,传统静压空气轴承因制造工艺限制难以实现复杂流道结构。为此,基于3D打印技术,通过拓扑优化设计了一种轻量化静压空气轴承,并利用Fluent流体动力学仿真软件对该轴承模型展开分析,旨... 航空发动机对轴承的轻量化与高承载能力提出迫切需求,传统静压空气轴承因制造工艺限制难以实现复杂流道结构。为此,基于3D打印技术,通过拓扑优化设计了一种轻量化静压空气轴承,并利用Fluent流体动力学仿真软件对该轴承模型展开分析,旨在解决传统轴承质量大、气流分布不均等问题。结果表明,供气气压和气膜的承载力呈正线性相关,提高供气气压可提升空气轴承的承载能力。通过自由制造复杂流道与镂空结构,突破传统工艺瓶颈,为高精度气膜均匀性提供新途径。 展开更多
关键词 3D打印 空气轴承 有限体积 气膜压力 静态特性
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镁合金电弧熔丝增材制造技术研究现状与展望 被引量：2
6
作者 黄科 李新志 +1 位作者 方学伟 卢秉恒 《金属学报》 北大核心 2025年第3期397-419,共23页
电弧熔丝增材制造(WAAM)作为一种新兴的增材制造工艺,具有沉积效率高、成本低等优势,有望实现大型轻质镁合金复杂构件的一体化成形和规模化生产。然而,由于镁合金的低熔/沸点和高导热率等材料特性,导致WAAM构件中存在非均匀组织、冶金... 电弧熔丝增材制造(WAAM)作为一种新兴的增材制造工艺,具有沉积效率高、成本低等优势,有望实现大型轻质镁合金复杂构件的一体化成形和规模化生产。然而,由于镁合金的低熔/沸点和高导热率等材料特性,导致WAAM构件中存在非均匀组织、冶金缺陷及应力变形,大幅降低了材料的可靠性和服役寿命,难以满足高端装备领域的使役要求,是亟需攻克的瓶颈问题。本文首先阐述了WAAM成形镁合金的工艺优势和技术挑战,然后从主流工艺、成形质量、冶金缺陷、组织特征和综合性能5个方面综述了近年来国内外关于镁合金WAAM成形方面的研究,并总结了基于液态熔池和固态层间的在线调控策略以及基于热处理和表面强化的整体后处理方案,为大型复杂镁合金构件的高质量成形提供相应的理论基础和指导策略。最后,从材料成分设计、组织缺陷在线调控、后处理形性协同调控以及构件性能评价等方面对WAAM镁合金的未来发展趋势与研究方向进行了总结与展望。 展开更多
关键词 电弧熔丝增材制造 镁合金 冶金缺陷 微观组织 综合性能 调控策略
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热处理改性对PTFE/PEEK多孔保持架材料摩擦学性能的影响研究
7
作者 赵训茶 王文文 +2 位作者 刘洁 汤超 刘鹏 《塑料科技》 北大核心 2025年第4期21-26,共6页
为提升多孔聚四氟乙烯/聚醚醚酮(PTFE/PEEK)航空轴承保持架材料的自润滑性能,基于熔融沉积成型(FDM)工艺制备PTFE/PEEK复合多孔材料,并对其进行热处理改性。以未改性的多孔PTFE/PEEK材料作为对照组,开展微观结构表征及宏观摩擦学性能测... 为提升多孔聚四氟乙烯/聚醚醚酮(PTFE/PEEK)航空轴承保持架材料的自润滑性能,基于熔融沉积成型(FDM)工艺制备PTFE/PEEK复合多孔材料,并对其进行热处理改性。以未改性的多孔PTFE/PEEK材料作为对照组,开展微观结构表征及宏观摩擦学性能测试。结果表明:热处理改性后的PTFE/PEEK多孔材料孔隙特征明显,孔径大小合理;干摩擦条件下,未改性材料孔壁承载能力低且容易引发轴承组件的磨损,改性后致密试样平均摩擦因数降低约35.06%,多孔试样平均摩擦因数下降超过40%;贫油润滑条件下,未改性多孔试样平均摩擦因数相比致密试样降低28.03%,而改性后多孔试样平均摩擦因数降低54.65%,说明热处理改性不仅可以有效提高多孔材料表层结晶程度和承载能力,而且对于提升多孔PTFE/PEEK航空轴承保持架材料自润滑性能具有重要意义。 展开更多
关键词 热处理改性 自润滑 多孔结构 聚醚醚酮 聚四氟乙烯
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纳米颗粒添加在激光增材制造金属材料中的研究进展
8
作者 吴成林 董世运 +4 位作者 闫世兴 李一鸣 计云萍 张玲郁 康学良 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2025年第10期2684-2702,共19页
激光增材制造技术是一种革命性的先进制造技术,在航空航天、汽车、医疗等领域取得了快速发展和应用。然而,采用激光增材制造技术成形金属时容易形成气孔、裂纹等缺陷,以及粗大柱状晶、成分偏析等组织问题,影响了金属的性能。通过添加纳... 激光增材制造技术是一种革命性的先进制造技术,在航空航天、汽车、医疗等领域取得了快速发展和应用。然而,采用激光增材制造技术成形金属时容易形成气孔、裂纹等缺陷,以及粗大柱状晶、成分偏析等组织问题,影响了金属的性能。通过添加纳米陶瓷颗粒能够有效地改善合金成形性、细化组织,进而提高金属力学性能。本文从激光增材制造成形金属时纳米陶瓷颗粒的添加方式,纳米陶瓷颗粒在熔池中的演化行为,纳米陶瓷颗粒对成形性、微观组织和力学性能影响几个方面进行了论述,并对该领域存在的问题和未来的研究进行了总结和展望。 展开更多
关键词 纳米陶瓷颗粒 增材制造 缺陷 微观组织 力学性能
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电弧增材制造层间冷却技术研究现状 被引量：2
9
作者 鹿赫 刘长军 +1 位作者 李芳 牛勇 《机电工程技术》 2025年第2期12-17,共6页
电弧增材制造作为一种快速、灵活、高效的制造技术,广泛应用于航空航天、汽车、医疗等领域。然而,由于加工过程中产生的高温对构件质量和性能造成不利影响,层间冷却技术成为解决这一问题的有效途径之一。对电弧增材制造中层间冷却技术... 电弧增材制造作为一种快速、灵活、高效的制造技术,广泛应用于航空航天、汽车、医疗等领域。然而,由于加工过程中产生的高温对构件质量和性能造成不利影响,层间冷却技术成为解决这一问题的有效途径之一。对电弧增材制造中层间冷却技术的研究现状进行了综述。首先,介绍了电弧增材制造技术的基本原理和工艺特点,重点阐述了加工过程中产生的热应力、热裂纹等问题。其次,综述了目前常见的层间冷却技术,包括气体冷却、液体冷却和固体冷却等,对每种技术的原理、优缺点以及应用范围进行了分析和比较。最后,指出了当前研究中存在的不足之处,并展望了未来电弧增材制造层间冷却技术的发展方向。随着材料科学、传热学等领域的不断进步,层间冷却技术将更加智能化、高效化,为电弧增材制造的应用提供更广阔的空间。 展开更多
关键词 电弧增材制造 层间冷却 研究进展 近浸式主动冷却
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曲面的激光车削与激光铣削加工技术
10
作者 张星广 王成勇 +3 位作者 胡小月 丁峰 郑李娟 赖志伟 《机床与液压》 北大核心 2025年第3期123-134,共12页
如今生物医疗、3C电子、航空航天等领域发展迅速,对回转结构件的性能要求逐渐增强。所需材料硬度更大、型面更加复杂,使得常规接触式加工难以满足生产要求。激光加工为非接触式加工,无需考虑接触应力造成的负面影响,加工过程无需使用切... 如今生物医疗、3C电子、航空航天等领域发展迅速,对回转结构件的性能要求逐渐增强。所需材料硬度更大、型面更加复杂,使得常规接触式加工难以满足生产要求。激光加工为非接触式加工,无需考虑接触应力造成的负面影响,加工过程无需使用切削液,材料利用率高。但是,目前采用激光进行回转曲面三维加工技术的发展尚未成熟,有许多亟待解决的难题。重点综述了曲面的激光车削与激光铣削加工技术、装备和相关工业应用3个方面的研究现状,总结了目前面临的问题,提出了其后续发展的可行性方向。 展开更多
关键词 激光技术 激光车削 激光铣削
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微纳电子静电打印:原理、工艺及应用
11
作者 丁毅 岳峻宇 +3 位作者 陈昱桦 李家欣 李涤尘 贺健康 《电加工与模具》 北大核心 2025年第2期1-14,共14页
随着电子器件向小型化、集成化、多功能化方向发展,传统电子制造技术在制造精度、材料适应性、工艺灵活性等方面暴露出局限性,而静电打印技术已发展为微纳电子增材制造的一种新手段,故综述了微纳电子静电打印的技术原理、材料工艺及潜... 随着电子器件向小型化、集成化、多功能化方向发展,传统电子制造技术在制造精度、材料适应性、工艺灵活性等方面暴露出局限性,而静电打印技术已发展为微纳电子增材制造的一种新手段,故综述了微纳电子静电打印的技术原理、材料工艺及潜在应用。首先,阐述该技术的基本原理,着重介绍了微滴喷射、泰勒锥射流两种打印模式;接着,探讨金属纳米材料油墨、金属前驱体油墨和液态金属等不同电子材料的静电打印工艺特点和适用范围;最后,总结该技术在微纳电路、柔性电子、曲面电子及生物传感等领域的最新应用研究,并展望其未来研究方向,以促进静电打印技术在微纳电子领域的技术发展。 展开更多
关键词 微纳静电打印 电子材料与工艺 先进功能电路 电子增材制造
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基于Hausdorff距离的圆锥曲线变步长高精度逼近
12
作者 王健 褚皓宇 +1 位作者 张亚欧 赵万生 《电加工与模具》 北大核心 2025年第S1期81-87,共7页
具有圆锥曲线边界及型腔的零部件被广泛应用于模具、齿轮制造等工业领域。人们常在CAM系统中采用直线段逼近曲线后生成刀具轨迹。然而,直线逼近达到较高精度时所需的直线段长度较小且数量庞大,易造成机床冲击且加工效率较低。为此,提出... 具有圆锥曲线边界及型腔的零部件被广泛应用于模具、齿轮制造等工业领域。人们常在CAM系统中采用直线段逼近曲线后生成刀具轨迹。然而,直线逼近达到较高精度时所需的直线段长度较小且数量庞大,易造成机床冲击且加工效率较低。为此,提出了一种基于Hausdorff距离的变步长高精度逼近算法。通过仿真实验对比现有逼近方法,证明所提算法可在保证加工精度的基础上显著提升最小逼近曲线长度、降低加工代码数量。实际加工结果还表明,所提算法可大幅提升固定周期抬刀情况下的电火花成形加工效率。 展开更多
关键词 圆锥曲线逼近 HAUSDORFF距离 变步长 CAM系统
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基于曲面响应法的PDMS硅胶墨水增材制造工艺优化研究
13
作者 付哲 杨树峰 崔向佩 《电加工与模具》 北大核心 2025年第3期60-65,共6页
基于硫醇烯点击化学机理开发了PDMS硅胶墨水,利用气相二氧化硅颗粒增强了光敏PDMS硅胶墨水的初始剪应力,使其能通过挤出式打印方式成形。以二氧化硅颗粒的质量分数、紫外交联时间、紫外曝光距离为变量,交联强度为响应性指标建立回归方程... 基于硫醇烯点击化学机理开发了PDMS硅胶墨水,利用气相二氧化硅颗粒增强了光敏PDMS硅胶墨水的初始剪应力,使其能通过挤出式打印方式成形。以二氧化硅颗粒的质量分数、紫外交联时间、紫外曝光距离为变量,交联强度为响应性指标建立回归方程,对光敏PDMS硅胶墨水的工艺参数进行优化。结果表明,工艺参数对交联强度的影响顺序为:二氧化硅质量分数>紫外交联时间>紫外曝光距离;最优工艺参数组合为:二氧化硅质量分数6.8%,紫外交联时间156.8 s,紫外曝光距离35.0 mm,此时强度的预测值和试验值分别为219.3 kPa和228.8 kPa,两者之间的误差率为4.2%。通过该工艺参数组合可实现PDMS硅胶墨水的高强度成形。 展开更多
关键词 PDMS硅胶 紫外交联 增材制造 曲面响应法 工艺优化
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微冲裁对复杂截面形状落料件平面度影响的研究
14
作者 郑吉鹏 刘云浩 +2 位作者 杨君峰 张荣华 余祖元 《电加工与模具》 北大核心 2025年第2期79-86,共8页
针对平底面凸模冲裁复杂截面形状落料件时常见的平面度差的问题,首先利用非接触式轮廓仪和微冲裁设备采集的实验数据建立有限元仿真模型,分析304不锈钢和3J21合金两种材料落料件残余Mises应力分布与仿真平面度的关系;接着,为降低3J21合... 针对平底面凸模冲裁复杂截面形状落料件时常见的平面度差的问题,首先利用非接触式轮廓仪和微冲裁设备采集的实验数据建立有限元仿真模型,分析304不锈钢和3J21合金两种材料落料件残余Mises应力分布与仿真平面度的关系;接着,为降低3J21合金落料件的平面度,依据落料件残余Mises应力分布与仿真平面度的关系,采用有限元方法设计非平底面凸模;最后,基于微细电火花加工技术在线制备了非平底面凸模的微模具,得到微小落料件平面度为5.48 μm,相比于平底面凸模冲裁的微小落料件平面度减少15.95 μm。结果表明,非平底面凸模冲裁使落料件表面残余Mises应力分布均匀,且改善了落料件的平面度。 展开更多
关键词 微冲裁 有限元仿真 微细电火花加工 平面度 非平底面凸模
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PTFE/PEEK机器人关节轴承材料的力学性能研究 被引量：1
15
作者 张毛焕 张伟杰 王国际 《塑料科技》 北大核心 2025年第6期126-131,共6页
为了提高聚四氟乙烯(PTFE)/聚醚醚酮(PEEK)机器人关节轴承材料的力学性能,并为材料匹配合理的成型工艺,分别基于熔融沉积成型(FDM)工艺与热压烧结工艺制备PTFE/PEEK复合多孔材料,对材料进行热处理改性与力学性能测试。结果显示:同组分... 为了提高聚四氟乙烯(PTFE)/聚醚醚酮(PEEK)机器人关节轴承材料的力学性能,并为材料匹配合理的成型工艺,分别基于熔融沉积成型(FDM)工艺与热压烧结工艺制备PTFE/PEEK复合多孔材料,对材料进行热处理改性与力学性能测试。结果显示:同组分参数下,FDM工艺成型试样的孔隙率更高;热处理改性可以明显提高试样的力学性能,相比热压烧结试样,FDM工艺试样经热处理改性后力学性能的改善效果更加明显。热压烧结工艺成型的试样热处理改性后的抗拉强度提高约11.34%,而FDM工艺试样的抗拉强度则平均提高约18.94%。热处理改性各阶段对材料力学性能的影响机制和效果不同。热压烧结试样与FDM试样对应的最佳升温速率均为6℃/min,最佳保温温度均为220℃,而保温时间对各试样抗拉强度的影响较小。 展开更多
关键词 熔融沉积成型 热压烧结成型 聚醚醚酮 热处理改性 力学性能
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黏结剂改性对黏结剂喷射3D打印316L不锈钢显微组织及力学性能的影响
16
作者 陈辉 陆子洋 +4 位作者 徐龙 王凡 袁康 陈超 贾延东 《精密成形工程》 北大核心 2025年第12期199-207,共9页
目的提高黏结剂喷射3D打印金属零部件组织致密度,进而提高金属零部件综合力学性能。方法在现有黏结剂基础上添加金属盐,调控黏结剂黏度和表面张力,进而促进生坯烧结过程中金属粉末致密化过程,最终提高金属材料力学性能。结果在黏结剂中... 目的提高黏结剂喷射3D打印金属零部件组织致密度,进而提高金属零部件综合力学性能。方法在现有黏结剂基础上添加金属盐,调控黏结剂黏度和表面张力,进而促进生坯烧结过程中金属粉末致密化过程,最终提高金属材料力学性能。结果在黏结剂中添加适量醋酸铜可以保证黏结剂性状稳定。在打印过程中,黏结剂喷射3D打印316L不锈钢稳定无异常,打印生坯尺寸精度高且表面粗糙度低。316L不锈钢烧结试样致密度显著提升;拉伸性能同步提高,其中塑性提升44%,抗拉强度提升3.5%。结论在黏结剂中添加适量醋酸铜,可以提高黏结剂喷射3D打印金属零部件致密度,提高金属零部件力学性能。 展开更多
关键词 黏结剂喷射3D打印 黏结剂改性 316L不锈钢 显微组织 力学性能
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粘结剂喷射成形在铸造领域的应用研究进展
17
作者 余闰泽 高阳 刘宏 《电加工与模具》 北大核心 2025年第6期61-67,共7页
概述了影响粘结剂喷射成形质量的关键因素:通过对比热发泡式、气动式与压电式打印头的喷射机理,解析不同粘结剂的铸造功能适配规律,并提出粉末粒径分级与协同预处理策略对成形致密性的优化路径。在铸造应用领域,该技术通过熔模铸造蜡模... 概述了影响粘结剂喷射成形质量的关键因素:通过对比热发泡式、气动式与压电式打印头的喷射机理,解析不同粘结剂的铸造功能适配规律,并提出粉末粒径分级与协同预处理策略对成形致密性的优化路径。在铸造应用领域,该技术通过熔模铸造蜡模的PMMA模具创新、砂型数字化制造的渗透调控及陶瓷铸型的纳米改性突破,显著提升了复杂铸件的成形效率与表面质量,成功应用于大型铸铜雕塑、涡轮叶片等关键部件。未来研究需聚焦耐高温粘结剂体系、动态响应的智能闭环工艺系统及再生砂循环、具有梯度孔隙结构的陶瓷等多材料协同技术。 展开更多
关键词 粘结剂喷射 增材制造 粉末 铸造
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CMT电弧增材制造修复X70管道缺陷技术研究
18
作者 张永弟 陈佳兴 +4 位作者 戴璐钰 张利强 单根立 杨光 刘利剑 《电加工与模具》 北大核心 2025年第4期57-64,共8页
为解决传统油气管道缺陷修复耗时长、热输入过大、修复质量不易控制等问题,以X70管道为研究对象,采用冷金属过渡电弧增材制造工艺对缺陷管道进行修复。结果表明,单层单道试验后试件抗拉强度分别为596、581 MPa,高于母材最低抗拉强度570 ... 为解决传统油气管道缺陷修复耗时长、热输入过大、修复质量不易控制等问题,以X70管道为研究对象,采用冷金属过渡电弧增材制造工艺对缺陷管道进行修复。结果表明,单层单道试验后试件抗拉强度分别为596、581 MPa,高于母材最低抗拉强度570 MPa,焊缝与母材结合良好;搭接率为33%时,多道成形表面质量较高;层间抬升距离分别为2.41、2.04 mm时的多层成形质量较好;修复后试样未出现气孔、裂纹等缺陷;微观金相显示修复区主要由铁素体和少量贝氏体组成,保证了修复后的力学强度;拉伸试件断裂位置均位于母材,两方案试件的平均抗拉强度分别为629、621 MPa,修复后的性能符合标准要求,可对电弧增材修复油气管道缺陷提供一定参考。 展开更多
关键词 电弧增材制造 冷金属过渡 X70管线钢 缺陷修复
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磨粒流精密光整加工的微切削机理 被引量：22
19
作者 丁金福 刘润之 +1 位作者 张克华 鄂世举 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期3324-3331,共8页
利用磨粒流的流变特性,通过对应力张量的分析,研究了磨粒流加工中的微切削力。提出了磨粒流加工是兼挤压与微去除方式为一体的复合加工,微切削动力主要来自于磨粒挤压力、磨粒的犁削力及磨料介质的剪切力。建立了磨粒流动力学模型,通过... 利用磨粒流的流变特性,通过对应力张量的分析,研究了磨粒流加工中的微切削力。提出了磨粒流加工是兼挤压与微去除方式为一体的复合加工,微切削动力主要来自于磨粒挤压力、磨粒的犁削力及磨料介质的剪切力。建立了磨粒流动力学模型,通过改变磨粒流流道的加工条件和测试加工过程的接触区压力、去除量及表面粗糙度等参数,用量化的方式揭示了磨粒流加工中抽象微切削力的变化规律。最后,结合COMSOL Multiphysics软件的CFD模块数值仿真了剪切力。结果显示:基于加模芯的方法有效地提高了磨粒流加工的微切削力,滑块4经15次循环后表面粗糙度由加工前的2.918μm下降为1.027μm,而去除量下降了0.09g。实验表明,磨粒流加工中去除量确有变化,但随着加工次数增加去除作用迅速削弱,而表面粗糙度在挤压力的作用下仍有所降低。 展开更多
关键词 磨粒流 精密加工 去除机理 应力张量 挤压 微切削力
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超声波振动辅助磁力研磨加工研究 被引量：38
20
作者 陈燕 刘昭前 王显康 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期294-298,293,共6页
根据研磨加工的材料去除模型,分析得到增加研磨压力是提高磁力研磨加工效率的可行手段。通过在单纯磁力研磨工艺中引入超声波振动,增加了研磨粒子的瞬时研磨压力。经实验证明,在超声振动辅助磁力研磨加工中,研磨粒子在水平切削和垂直冲... 根据研磨加工的材料去除模型,分析得到增加研磨压力是提高磁力研磨加工效率的可行手段。通过在单纯磁力研磨工艺中引入超声波振动,增加了研磨粒子的瞬时研磨压力。经实验证明,在超声振动辅助磁力研磨加工中,研磨粒子在水平切削和垂直冲击挤压运动的综合作用下,对工件材料的去除率高且表面质量均匀;加工效率较单纯磁力研磨工艺提高了约50%;工件表面粗糙度R a可降至0.06μm左右;电子显微镜观察发现其加工后工件表面形貌较单纯磁力研磨细密均匀;采用X射线干涉仪检测得知,经超声振动辅助磁力研磨加工后的工件材料(SUS304)表层的应力状态已由原始的残余拉应力+320 MPa变为压应力-40 MPa,有效提高了工件的疲劳强度。 展开更多
关键词 磁力研磨 超声波振动 复合加工 表面形貌 应力状态
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