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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
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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
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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
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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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基于ABAQUS的YW1织构刀具切削仿真与试验研究 被引量:2
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作者 刘朝伟 杨发展 +4 位作者 姜芙林 黄珂 杨宇 隋潇斌 赵烁 《工具技术》 北大核心 2024年第4期70-76,共7页
在硬质合金刀具表面植入微织构有利于提高刀具的切削性能。为深入探究织构化刀具对TC4钛合金加工性能的影响,设计一定几何参数的织构化刀具,通过调整刀具织构参数和加工参数对TC4钛合金进行切削仿真与试验分析,从切削力、切削温度、刀... 在硬质合金刀具表面植入微织构有利于提高刀具的切削性能。为深入探究织构化刀具对TC4钛合金加工性能的影响,设计一定几何参数的织构化刀具,通过调整刀具织构参数和加工参数对TC4钛合金进行切削仿真与试验分析,从切削力、切削温度、刀具磨损、切屑形貌、加工工件表面质量等方面评价刀具的切削性能。结果表明:带有微织构的硬质合金刀具对改善工件应力分布状态有积极作用,能降低切削力,缓解刀具瞬间的高温聚集,减小磨损面积,改善切屑的形貌,形成良好的工件表面质量;在不同形态织构刀具中,横向沟槽织构刀具(T3)改善切削力和降温效果最优,圆形织构刀具(T4)温度梯度分布最优;微织构的存在一定程度上提高了刀具的抗黏附性能,其中,横向沟槽织构刀具(T3)前刀面处磨损面积最小,减摩抗黏性能最好,能形成较好的工件表面质量。 展开更多
关键词 微织构 切削加工性 切削仿真 磨损面积 切屑形貌 表面质量
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可换头钻头微织构深宽比对切削力影响研究 被引量:2
5
作者 刘锐 周利平 彭路贵 《制造业自动化》 2024年第3期61-66,共6页
为了研究微织构深宽比对可换头钻头切削力的影响,基于有限元分析软件建立了硬质合金钻头钻削高硅铝合金的有限元仿真模型,在硬质合金可换头钻头的后刀面上设计了凹坑形状的微织构。通过改变凹坑的深度,采用快速傅里叶变换(FFT)的分析方... 为了研究微织构深宽比对可换头钻头切削力的影响,基于有限元分析软件建立了硬质合金钻头钻削高硅铝合金的有限元仿真模型,在硬质合金可换头钻头的后刀面上设计了凹坑形状的微织构。通过改变凹坑的深度,采用快速傅里叶变换(FFT)的分析方法,研究了微织构深宽比对刀具切削力的影响。结果表明,在可换头钻头的后刀面上布置微织构能够降低切削过程中的切削力,当深度为40um、宽度为50um时钻头的切削力最小。 展开更多
关键词 微织构 可换头钻头 高硅铝合金 FFT 切削力
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断屑槽几何参数对切削Ti6Al4V性能及能量损耗的影响
6
作者 王迪 陈舜青 马玉敏 《工具技术》 北大核心 2024年第4期112-116,共5页
为探究断屑槽几何参数影响车削Ti6Al4V钛合金的能量损耗问题,基于ABAQUS仿真软件建立PCD断屑槽刀具车削Ti6Al4V钛合金的仿真模型,采用单因素法探究梯形断屑槽参数(前角α、棱带宽b_(r)及反屑角θ)对切削力以及刀尖温度的影响。建立多指... 为探究断屑槽几何参数影响车削Ti6Al4V钛合金的能量损耗问题,基于ABAQUS仿真软件建立PCD断屑槽刀具车削Ti6Al4V钛合金的仿真模型,采用单因素法探究梯形断屑槽参数(前角α、棱带宽b_(r)及反屑角θ)对切削力以及刀尖温度的影响。建立多指标正交试验,采用极差分析法探究各因素对性能和能量损耗的影响程度。分析试验结果表明:当α=15°,b_(r)=0.07mm,θ=25°时的切削性能最佳,能量损耗最低。 展开更多
关键词 有限元仿真 断屑槽参数 单因素法 正交试验 能量损耗
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切屑卷曲控制过程中梯形断屑槽槽深对刀具振动的影响 被引量:1
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作者 陈舜青 周恺骅 《工具技术》 北大核心 2024年第8期127-131,共5页
对YG8硬质合金刀具切削Ti6Al4V钛合金进行仿真,只改变槽深,控制刀具梯形断屑槽其他参数不变,通过分析切削力的波动得到梯形断屑槽槽深对刀具振动的影响。结果表明,在理想条件(只考虑自激振动)下,槽深在各阶段对刀具的振动频率影响不大;... 对YG8硬质合金刀具切削Ti6Al4V钛合金进行仿真,只改变槽深,控制刀具梯形断屑槽其他参数不变,通过分析切削力的波动得到梯形断屑槽槽深对刀具振动的影响。结果表明,在理想条件(只考虑自激振动)下,槽深在各阶段对刀具的振动频率影响不大;在切屑开始流入断屑槽到流入断屑槽槽底前这一阶段,随着槽深增加,刀具在各方向的振幅逐渐增大;在切屑流过断屑槽槽底这一阶段,刀具主运动方向、进给方向和切深方向的振幅均随梯形断屑槽槽深的增加先增大后减小;在切屑流过槽背阶段,刀具主运动方向和进给方向的振幅随着梯形断屑槽槽深的增加先增大后减小,切深方向的振幅随槽深的增加无明显变化。 展开更多
关键词 刀具振动 梯形断屑槽 断屑槽 槽深
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基于TOPSIS-灰色关联法的负倒棱刃口几何参数优化 被引量:1
8
作者 唐海权 巫兴胜 +4 位作者 张毅 林熙 应显军 贺世林 李炳林 《工具技术》 北大核心 2024年第10期132-135,共4页
在重型切削中需优化刀具负倒棱结构,以提高刀具寿命,提出了TOPSIS与灰色关联相结合的刃口参数优化方法。基于层次分析法和熵权法构建组合权重,确定各评价指标的加权因子;通过TOPSIS法计算其Euclid距离,并根据灰色关联分析计算各备选方... 在重型切削中需优化刀具负倒棱结构,以提高刀具寿命,提出了TOPSIS与灰色关联相结合的刃口参数优化方法。基于层次分析法和熵权法构建组合权重,确定各评价指标的加权因子;通过TOPSIS法计算其Euclid距离,并根据灰色关联分析计算各备选方案到正、负理想解的灰色关联度,获得关于Euclid距离和灰色关联度的综合相对接近度;分析各参数各水平对排序结果的影响程度,确定最优的负倒棱刃口参数组合;通过优化刀具的有限元仿真分析,验证该方法对刀具刃口优化设计的有效性。 展开更多
关键词 负倒棱刃口 TOPSIS—灰色关联 组合权重 结构优化
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刀具几何参数对GFRP复合材料切削力的影响仿真研究 被引量:4
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作者 张议囡 于晓琳 +3 位作者 黄树涛 许立福 张玉璞 刘成炜 《工具技术》 北大核心 2024年第7期119-124,共6页
玻璃纤维增强复合材料(GFRP)两相材料属性相差迴异,加工难度大。利用有限元仿真软件对玻璃纤维增强复合材料进行了研究,分析了刀具几何参数与切削力之间的关系。结果表明:当刀具前角由3°增大到12°时,切削力下降,但当前角由12&... 玻璃纤维增强复合材料(GFRP)两相材料属性相差迴异,加工难度大。利用有限元仿真软件对玻璃纤维增强复合材料进行了研究,分析了刀具几何参数与切削力之间的关系。结果表明:当刀具前角由3°增大到12°时,切削力下降,但当前角由12°增大到15°时,切削合力和主切削力有微小上升趋势;当刀具后角从2°增加至12°时,切削力呈现下降趋势,从12°增加至22°时,切削力呈现增大趋势;当刃口半径由0.05mm增加至0.4mm时,切削力减小,刃口半径从0.4mm增加到1.2mm时,切削力增加。仿真得到的最合适刀具几何参数分别为前角12°、后角12°和刃口半径0.4mm。 展开更多
关键词 玻璃纤维增强复合材料 刀具几何参数 切削力
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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
10
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
11
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
12
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
13
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
14
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
15
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
16
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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细长拉刀加工过程的优化
17
作者 王章琴 《装备制造技术》 2024年第1期141-143,157,共4页
近年来,随着个性化产品需求量的不断加大,零件的形状和大小种类非常多,尤其是小孔的批量加工更是常见,为提高加工效率和加工精度,孔径小而孔长的零件批量生产时需用拉削的方式加工。为满足客户需求,公司设计、加工了一些长径比较大的拉... 近年来,随着个性化产品需求量的不断加大,零件的形状和大小种类非常多,尤其是小孔的批量加工更是常见,为提高加工效率和加工精度,孔径小而孔长的零件批量生产时需用拉削的方式加工。为满足客户需求,公司设计、加工了一些长径比较大的拉刀,但在加工和使用中出现了一些问题。如拉刀尺寸精度及表面粗糙度较差,用户在使用中出现波纹、跑偏现象,用以往的加工方式是不能满足此类拉刀的生产加工。为了解决上述问题,通过对设备、工装、夹具、刀具、切削量、砂轮选取及加工方式等方面做了优化,在车工、磨工等工序做了有效改进,研究、发明了独特的加工方式。同时对拉刀的长度进行调整,在满足拉刀整体强度和拉力的情况下,根据不同的工件材料和硬度,选择加大拉刀每个齿的切削量,减少齿与齿的距离来达到减少拉刀的总长。通过以上几个方面的优化,经多次试制证明此方法达到拉刀设计及加工工艺要求,满足用户使用需求,为企业带来经济效益,同时也为今后加工此类拉刀提供借鉴和参考。 展开更多
关键词 拉刀 加工工艺 优化
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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
18
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
19
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
20
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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