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基于仿生特性的微织构刀具制备及切削镍基高温合金的性能研究
1
作者 李彬 刘广宏 +1 位作者 任二洲 聂福全 《工具技术》 北大核心 2026年第2期30-39,共10页
为提高难加工材料Inconel 600镍基高温合金的切削效率与刀具寿命,受鲨鱼皮沟槽结构减阻机理启发,针对仿生微织构刀具的制备及其切削性能展开研究。通过单因素实验研究激光功率、扫描速度和加工次数对织构深度的影响,确定激光参数后在YG... 为提高难加工材料Inconel 600镍基高温合金的切削效率与刀具寿命,受鲨鱼皮沟槽结构减阻机理启发,针对仿生微织构刀具的制备及其切削性能展开研究。通过单因素实验研究激光功率、扫描速度和加工次数对织构深度的影响,确定激光参数后在YG8硬质合金刀具表面制备3种仿生微织构(直线、交错、分段),在不同切削速度下进行干切削实验对比,系统探究3种微织构对切削力、切屑形态及刀具磨损的影响。实验结果表明:4种刀具在不同切削速度下均产生锯齿形切屑,直线织构通过降低刀—屑接触面积、增大散热面积而降低切削力,能够改善锯齿形切屑形态,有效抑制黏刀现象和月牙洼磨损,从而延长刀具寿命;通过对比切削力、刀具磨损程度以及切屑形态,得出4种刀具的切削性能为直线织构刀具>无织构刀具>交错织构刀具>分段织构刀具。 展开更多
关键词 Inconel 600 激光参数 仿生微织构 锯齿形切屑
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仿生医用诊疗针设计制造研究
2
作者 赵纪宇 张月 +3 位作者 郭紫莹 张智雷 吴茂忠 王成勇 《工具技术》 北大核心 2026年第1期1-11,共11页
医用诊疗针作为多种医疗操作中的关键器械,其性能优化始终是微创医学领域的研究重点。针对传统诊疗针存在的穿刺阻力大、组织损伤不可控及操作精度不足等核心问题,从仿生学视角提出多维度优化路径:通过复现生物穿刺器官的功能性结构实... 医用诊疗针作为多种医疗操作中的关键器械,其性能优化始终是微创医学领域的研究重点。针对传统诊疗针存在的穿刺阻力大、组织损伤不可控及操作精度不足等核心问题,从仿生学视角提出多维度优化路径:通过复现生物穿刺器官的功能性结构实现穿刺力动态调控;借鉴黄蜂产卵器的多段耦合运动原理构建柔性组合针系统,显著提升穿刺路径的主动操控性;将表面微织构与振动辅助协同设计,有效分散组织应力分布和摩擦力。研究揭示出仿生结构在降低机械损伤、抑制软组织位移及增强靶向精准度方面的关键作用,并在此基础上展望仿生医用诊疗针的未来发展趋势,为新一代诊疗针的研发提供理论依据与技术参考。 展开更多
关键词 医用诊疗针 穿刺力 仿生学 生物结构
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刀尖半径对GFRP切削性能影响的实验研究 被引量：1
3
作者 于晓琳 张议囡 +1 位作者 黄树涛 崔众晗 《工具技术》 北大核心 2025年第4期51-57,共7页
玻璃纤维增强复合材料(GFRP)凭借其优异性能,在航天、军事等领域得到广泛应用,但刀尖半径的选择会对其切削性能产生显著影响。为优化切削条件,减少刀具磨损,提升表面质量,从实际角度出发对GFRP进行车削实验,研究刀尖半径对切削力、刀具... 玻璃纤维增强复合材料(GFRP)凭借其优异性能,在航天、军事等领域得到广泛应用,但刀尖半径的选择会对其切削性能产生显著影响。为优化切削条件,减少刀具磨损,提升表面质量,从实际角度出发对GFRP进行车削实验,研究刀尖半径对切削力、刀具磨损、工件表面质量的影响。结果表明:在切削速度v=181~343 m/min范围内,轴向力随着刀尖半径的增大而减小,径向力与之相反,当刀尖半径改变时,主切削力的变化不大;刀尖半径对刀尖的磨损程度影响较大,当刀尖半径增大时,刀尖的磨损程度减小;在进给量f=0.1~0.2 mm/r的范围内,刀尖半径对轴向力、径向力、主切削力及刀尖的损伤程度的影响规律同上;在切削深度a_(p)=0.4~1.2 mm的范围内,当刀尖半径增大时,径向力随之增大,刀尖半径对轴向力、主切削力的影响不大,刀尖损伤程度随着刀尖半径的增大而减小;当刀尖半径增大时,工件会呈现较好的表面质量。 展开更多
关键词 GFRP 刀尖半径 切削力 刀具磨损 表面质量
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沟槽型织构刀具铣削蠕墨铸铁的参数优化及磨损机理研究
4
作者 林勇传 卫浩 +3 位作者 邓天豪 方枭 马济阳 赖德斌 《工具技术》 北大核心 2025年第10期35-40,共6页
蠕墨铸铁是一种难加工材料,刀—屑界面处会产生强烈的摩擦。刀具产生严重的黏结磨损,影响加工质量和效率,限制蠕墨铸铁更广泛地应用于潜在场景。合理织构参数的微纹理工具被认为可以改善干切削中的刀—屑之间的摩擦和黏附。本文制备不... 蠕墨铸铁是一种难加工材料,刀—屑界面处会产生强烈的摩擦。刀具产生严重的黏结磨损,影响加工质量和效率,限制蠕墨铸铁更广泛地应用于潜在场景。合理织构参数的微纹理工具被认为可以改善干切削中的刀—屑之间的摩擦和黏附。本文制备不同织构参数的沟槽型织构刀具并对蠕墨铸铁进行铣削试验,对比不同织构参数刀具与无织构刀具对切削合力和切削温度的影响,确定较优的织构参数,揭示织构刀具铣削蠕墨铸铁的磨损机理。试验结果表明,当槽宽度为80μm、与刃角度为30°、与刃距离为50μm、槽间距为150μm时,微织构刀具的切削性能最优。微织构可以显著降低刀具前刀面的黏附磨损程度,但对磨损机理无影响。 展开更多
关键词 蠕墨铸铁 沟槽型微织构 织构参数 刀具磨损
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梯度硬质刀具涂层的研究进展 被引量：1
5
作者 刘炜 沈强 +2 位作者 吉柏锋 涂溶 章嵩 《中国表面工程》 北大核心 2025年第2期1-18,共18页
汽车零部件、模具机床、医疗器械和航空航天等行业均涉及到难加工材料的切削加工,其切削过程会受到力与热的强烈耦合,而在切削刀具表面涂敷硬质涂层能够降低其在切削过程中产生的切削力和切削热。随着我国高端制造业的不断发展,切削刀... 汽车零部件、模具机床、医疗器械和航空航天等行业均涉及到难加工材料的切削加工,其切削过程会受到力与热的强烈耦合,而在切削刀具表面涂敷硬质涂层能够降低其在切削过程中产生的切削力和切削热。随着我国高端制造业的不断发展,切削刀具会因硬质涂层的韧性不足导致其在关键部件的加工过程中过早损伤破坏,甚至灾难性断裂。通常通过梯度设计克服传统材料硬度-韧性等必要性能相互冲突的机械特性,并赋予其特殊功能。因此,总结了几种典型的梯度硬质刀具涂层。在涂层的梯度设计上,元素成分梯度结构能够增强涂层与基体及各涂层之间的匹配,从而降低涂层内应力并抑制裂纹的萌生和扩展。与元素成分梯度涂层相比,多层梯度结构能够综合多层结构和梯度结构的优势增强涂层的综合性能,且更容易实现。在梯度硬质刀具涂层的性能评价方面,目前主要依靠试验直观分析涂层的力学性能。通过试验结合模拟计算,或利用机器学习方法对涂层进行快速、高效的性能评价仍然是一个挑战。硬质刀具涂层的梯度设计及其性能评价的研究结论,可为硬质刀具涂层的梯度设计及其性能评价提供理论认识。 展开更多
关键词 硬质涂层 梯度涂层 结构设计 性能评价 研究进展
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微织构刀具切削航空用铝合金性能研究
6
作者 刘绪超 刘凤 +1 位作者 姜芙林 杨发展 《山东航空学院学报》 2025年第6期55-60,共6页
针对7075铝合金切削过程中车刀表面摩擦磨损严重的问题,利用脉冲激光在硬质合金(WC-Co,YG8)刀具的表面加工不同深径比的凹坑微织构,并对激光加工微织构形貌及后续刀具切削铝合金性能等进行研究。在表面微织构加工中,通过改变圆形微织构... 针对7075铝合金切削过程中车刀表面摩擦磨损严重的问题,利用脉冲激光在硬质合金(WC-Co,YG8)刀具的表面加工不同深径比的凹坑微织构,并对激光加工微织构形貌及后续刀具切削铝合金性能等进行研究。在表面微织构加工中,通过改变圆形微织构的直径和深度,探索微织构在刀具表面存在的作用。通过切削实验对微织构刀具与传统刀具的切削力和工件表面加工质量进行对比发现,微织构的介入对降低切削力、提高加工表面质量具有显著效果。在刀具表面微织构面积占有率为15%,织构与切削刃尺寸间距为150μm,阶梯状微织构刀具直径为65μm、深度为15μm和直径为30μm、深度为7μm组合时,主切削力降低11.2%,工件表面质量提升35.2%。 展开更多
关键词 阶梯状微织构 硬质合金刀具 7075铝合金 激光加工 切削力 表面质量
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可逆向车削细长轴加工误差的力学分析 被引量：13
7
作者 武文革 庞思勤 常兴 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期109-112,共4页
针对细长轴车削加工,分别在两种不同装夹条件下(一端卡盘夹紧、一端顶尖支承和两端顶尖支承)进行正向切削和逆向切削时的工件变形进行了力学分析,分别建立了正、逆向切削时工件在切削力作用下产生弯曲变形的解析模型.具体算例表明:逆向... 针对细长轴车削加工,分别在两种不同装夹条件下(一端卡盘夹紧、一端顶尖支承和两端顶尖支承)进行正向切削和逆向切削时的工件变形进行了力学分析,分别建立了正、逆向切削时工件在切削力作用下产生弯曲变形的解析模型.具体算例表明:逆向切削时工件的弯曲变形以及由此引起的加工误差远小于同等条件下正向切削的变形和误差.该计算分析结果得到了实验验证.该模型及分析结果可用于细长轴加工的工艺设计. 展开更多
关键词 车削 细长轴加工 误差分析 力学模型
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应力对薄膜结构与性能影响的研究现状 被引量：9
8
作者 冉春华 金义栋 +1 位作者 祝闻 聂朝胤 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期139-142,共4页
产生薄膜应力是在沉积薄膜过程中普遍存在的现象。薄膜应力的存在将影响薄膜的微观结构和性能,如薄膜的光学、力学等物理性能。同时影响到薄膜与基体材料的结合度以及基体材料的基本性能。主要总结了薄膜应力的产生机理、测试方法及其... 产生薄膜应力是在沉积薄膜过程中普遍存在的现象。薄膜应力的存在将影响薄膜的微观结构和性能,如薄膜的光学、力学等物理性能。同时影响到薄膜与基体材料的结合度以及基体材料的基本性能。主要总结了薄膜应力的产生机理、测试方法及其对薄膜结构和性能的影响,同时对薄膜应力的有效控制提出了展望。 展开更多
关键词 薄膜应力 薄膜结构 薄膜性能
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薄壁零件的车削工艺研究 被引量：5
9
作者 李付有 贾亚雷 +2 位作者 杨敬娜 焦新静 马凯 《煤矿机械》 北大核心 2012年第7期134-136,共3页
针对薄壁类零件加工过程中刚性差,容易产生变形而导致形位误差超差等问题,对薄壁零件产生超差的原因进行了系统的分析,并通过对典型薄壁零件的车削工艺、夹具设计、刀具参数选取、热处理等多方面综合分析,制定出典型薄壁零件加工的一套... 针对薄壁类零件加工过程中刚性差,容易产生变形而导致形位误差超差等问题,对薄壁零件产生超差的原因进行了系统的分析,并通过对典型薄壁零件的车削工艺、夹具设计、刀具参数选取、热处理等多方面综合分析,制定出典型薄壁零件加工的一套工艺方案,有效地解决了薄壁零件加工过程中的变形及超差问题。 展开更多
关键词 薄壁零件 形位误差 加工 夹具 刚性
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HSK薄壁液压刀夹头夹紧扭矩的数值模拟 被引量：5
10
作者 刘旺玉 明冬兰 +2 位作者 汤勇 张发英 李就明 《工具技术》 北大核心 2000年第3期20-22,共3页
采用有限元法计算了HSK薄壁液压刀夹头承受均匀油压时的弹性变形量 ,预测了产生临界夹紧力的油压值和消除最大间隙量时产生的最小夹紧扭矩 。
关键词 HSK 薄壁液压力夹头 夹紧扭短 数值模拟
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车削加工细长轴的理论误差分析 被引量：12
11
作者 李玉玲 李志峰 魏伟锋 《煤矿机械》 北大核心 2008年第10期108-109,共2页
细长轴的车削加工是机械加工中的难点,在理论上推导出了车削细长轴时产生的加工误差公式,通过计算得到了误差的分布曲线图,为正确地预测加工误差提供了理论上的依据。
关键词 车削 细长轴 理论误差
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小直径深孔振动钻削钻头的研究 被引量：2
12
作者 徐旭松 杨将新 +1 位作者 孙志英 刘战锋 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期764-766,共3页
分析了小直径深孔振动钻削对钻头的要求;设计了一种新型内排屑深孔钻头;分析了该钻头的结构和刃磨特点,进行了振动钻削试验。试验表明,合理匹配切削参数和振动参数,可实现断屑可靠且排屑顺畅,能钻出尺寸精度高、表面粗糙度参数值小、直... 分析了小直径深孔振动钻削对钻头的要求;设计了一种新型内排屑深孔钻头;分析了该钻头的结构和刃磨特点,进行了振动钻削试验。试验表明,合理匹配切削参数和振动参数,可实现断屑可靠且排屑顺畅,能钻出尺寸精度高、表面粗糙度参数值小、直线度较高的深孔。分析了用新型钻头进行振动钻削提高工艺效果的原因,表明该种钻头具有良好的工艺性能。 展开更多
关键词 深孔钻削 深孔钻头 内排屑 振动钻削
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影响弹簧钢质量的要素分析 被引量：14
13
作者 武建民 任江涛 《钢铁研究》 CAS 2011年第6期30-34,共5页
对影响弹簧钢质量的诸要素,如钢中酸溶铝(Als)、脱氧工艺、钢中夹杂物和热处理脱碳层的形成及控制要素等进行了分析,得出以下结论:钢中酸溶铝量值是控制钢水质量的基础数据;从钢水精炼前到铸坯,夹杂物中Al2O3的质量分数减少70%左右,微... 对影响弹簧钢质量的诸要素,如钢中酸溶铝(Als)、脱氧工艺、钢中夹杂物和热处理脱碳层的形成及控制要素等进行了分析,得出以下结论:钢中酸溶铝量值是控制钢水质量的基础数据;从钢水精炼前到铸坯,夹杂物中Al2O3的质量分数减少70%左右,微观夹杂物的数量减少43%;弹簧钢设计中加入Cr、Mo、V等合金元素,可与C形成稳定的碳化物,减少脱碳层深度;尽可能减小热加工或热处理时间及温度,可减小脱碳层深度。 展开更多
关键词 弹簧钢 质量 夹杂物 脱碳层
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关于逆向车削加工细长轴误差的力学分析 被引量：5
14
作者 张于贤 王红 《机械设计与制造》 北大核心 2005年第1期59-60,共2页
针对细长轴车削加工,分别在两种不同装夹条件下(一端卡盘夹紧、一端顶尖支承和两端顶尖支承)进行正向切削和逆向切削时的工件变形进行了力学分析,建立了正逆向切削工件在切削力作用下产生弯曲变形的解析模型。具体算例表明:逆向切削时... 针对细长轴车削加工,分别在两种不同装夹条件下(一端卡盘夹紧、一端顶尖支承和两端顶尖支承)进行正向切削和逆向切削时的工件变形进行了力学分析,建立了正逆向切削工件在切削力作用下产生弯曲变形的解析模型。具体算例表明:逆向切削时工件的弯曲变形以及由此引起的加工误差远小于同等条件下正向切削的变形和误差。该模型及分析结果可用于细长轴加工的工艺设计。 展开更多
关键词 车削 细长轴加工 误差分析 力学模型
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基于MATLAB图像处理的弯管检测方法 被引量：4
15
作者 宋洪亮 王宝仁 《山东科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2017年第3期83-90,共8页
为了提高刚性弯管角度与尺寸检测的精度与效率,弥补传统测量方法与工具的不足,提出了一种基于机器视觉的非接触式弯管检测方法。该方法通过预先设定参照工件与待测弯管,利用CCD机摄取两者含有尺寸信息的特征图像,借助MATLAB的图像处理... 为了提高刚性弯管角度与尺寸检测的精度与效率,弥补传统测量方法与工具的不足,提出了一种基于机器视觉的非接触式弯管检测方法。该方法通过预先设定参照工件与待测弯管,利用CCD机摄取两者含有尺寸信息的特征图像,借助MATLAB的图像处理技术提取两者的坐标数据,求解图像上参照工件的尺寸缩放倍数,进行弯管尺寸值的求解;弯管的角度与弯角半径分别采用最小二乘法线性拟合与霍夫变换拟合圆求解。实验表明:本方法检测精度优于传统检测结果;其操作简单、高效,适用于尺寸不大的各类弯管检测。 展开更多
关键词 MATLAB 非接触式 图像处理 弯管检测
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滚切刀具的特点及其实用技术 被引量：2
16
作者 黄晓斌 常兴 陈五一 《中北大学学报（自然科学版）》 EI CAS 2007年第6期496-500,共5页
从理论上阐明了滚切刀具耐用度长、效率高、加工表面质量好、节能降耗显著等优越性及其原因.分析了滚切刀具不同于普通刀具切削的实用技术,给出了切削用量的计算公式和参考数据,指出了滚切刀具的局限性.理论和实践证明:滚切刀具在机械... 从理论上阐明了滚切刀具耐用度长、效率高、加工表面质量好、节能降耗显著等优越性及其原因.分析了滚切刀具不同于普通刀具切削的实用技术,给出了切削用量的计算公式和参考数据,指出了滚切刀具的局限性.理论和实践证明:滚切刀具在机械制造业中有很强的实用性. 展开更多
关键词 滚切刀具 刀具耐用度 切削用量
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轴的车削加工误差分析 被引量：4
17
作者 韩辉 王红 《煤矿机械》 北大核心 2005年第9期80-82,共3页
针对轴的车削加工,分别对在2种不同装夹条件下进行正向切削和逆向切削时的工件变形进行了力学分析,建立了在切削力作用下产生弯曲变形的解析模型。具体算例表明:逆向切削时工件的弯曲变形以及由此引起的加工误差远小于同等条件下正向切... 针对轴的车削加工,分别对在2种不同装夹条件下进行正向切削和逆向切削时的工件变形进行了力学分析,建立了在切削力作用下产生弯曲变形的解析模型。具体算例表明:逆向切削时工件的弯曲变形以及由此引起的加工误差远小于同等条件下正向切削的变形和误差。该模型及分析结果可用于细长轴加工的工艺设计。 展开更多
关键词 车削 细长轴加工 误差分析 力学模型
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在线测量刀具图像调焦特性的镜头对比研究 被引量：1
18
作者 杨芳 杜文华 +3 位作者 曾志强 王俊元 段能全 王日俊 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2018年第3期88-90,共3页
光学系统是在线高精度视觉测量系统的重要模块,其中远心镜头的引入导致对焦不准、系统复杂度和成本大大提高等问题。文章以实验室搭建的视觉测量系统为平台,采用平行背光源,分别用远心镜头和普通镜头对数控铣刀进行了直径测量。根据清... 光学系统是在线高精度视觉测量系统的重要模块,其中远心镜头的引入导致对焦不准、系统复杂度和成本大大提高等问题。文章以实验室搭建的视觉测量系统为平台,采用平行背光源,分别用远心镜头和普通镜头对数控铣刀进行了直径测量。根据清晰度比率、灵敏度、局部极值因子等评价指标对两类镜头环境下的Tenengrad函数特性进行对比分析。结果显示,非远心镜头在灵敏度、分辨率和鲁棒性更占优势,高达35%左右,而远心镜头具有更好的曲线性,超出30%左右。考虑到该在线测量系统应用于复杂工业环境中,应选择分辨率、灵敏度和鲁棒性均占优势,且成本更低的非远心镜头。 展开更多
关键词 在线测量 刀具 图像 调焦评价函数
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滚切刀具的切削速度与切屑变形 被引量：2
19
作者 常兴 陈五一 《中北大学学报（自然科学版）》 EI CAS 2006年第5期396-399,共4页
从理论上阐明了滚切刀具切削时名义切削速度、相对切削速度和实际切削速度的定义与作用;推导了它们之间的相互关系式,并证明了实际切削速度较低的原因;论述了切屑变形中各种现象和理论;根据速度变化和散热条件,分析了刀具的磨损机理,得... 从理论上阐明了滚切刀具切削时名义切削速度、相对切削速度和实际切削速度的定义与作用;推导了它们之间的相互关系式,并证明了实际切削速度较低的原因;论述了切屑变形中各种现象和理论;根据速度变化和散热条件,分析了刀具的磨损机理,得出了滚切刀具切削时以磨料磨损为主的结论. 展开更多
关键词 自滚切刀具 切削速度 剪切角 切屑变形 刀具磨损
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智能型刀具的发展现状 被引量：3
20
作者 武文革 刘战强 《现代制造工程》 CSCD 2006年第11期137-139,共3页
自20世纪80年代后期第一种智能型刀具问世以来,该项技术已获显著进步。论述智能型刀具的发展现状、地位及在相关领域的应用,展望该领域的发展方向。
关键词 智能型刀具 精密加工 刀具系统
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