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PTFE高频印制电路板低温辅助微孔钻削特性研究 被引量：1
1
作者 赵永锋 姚俊雄 +4 位作者 胡传红 孙勇 徐向前 郑李娟 王成勇 《硬质合金》 2025年第2期87-98,共12页
聚四氟乙烯(PTFE)凭借其高介电常数和低介电损耗被认为是高频微波板介质基板的理想材料,但其在机械钻孔时易因热量累积出现排屑不畅、碎屑严重粘附、孔壁污渍残留等问题,极大地影响了高频微波板的信号传输能力及可靠性。因此,本文创新... 聚四氟乙烯(PTFE)凭借其高介电常数和低介电损耗被认为是高频微波板介质基板的理想材料,但其在机械钻孔时易因热量累积出现排屑不畅、碎屑严重粘附、孔壁污渍残留等问题,极大地影响了高频微波板的信号传输能力及可靠性。因此,本文创新性地提出内喷式冷风辅助制孔工艺(简称“内冷”),进行了高频微波板钻孔实验研究,对比了常温、外冷及内冷3种工艺下,两种典型高频微波板钻孔时的刀具残屑、碎屑粘附、刀具磨损。结果表明:加工扁平玻纤陶瓷PTFE板时,内冷钻孔可有效改善切屑缠绕,但对减小刀具磨损效果十分有限;低温介质有效减小了切削过程中材料的塑性变形,在外冷和内冷条件下更易形成短锥螺旋状切屑;而在加工E型玻纤PTFE板时,由于没有陶瓷等硬质填料对刀具刃口与后刀面的强烈冲击,3种加工方式下的刀具磨损均明显小于扁平玻纤陶瓷PTFE板;内冷钻孔和外冷钻孔均能有效降低切屑粘附刀具现象,防止螺旋槽堵塞,并由于内冷钻削时,低温介质作用更为直接有效,可最大程度地避免树脂进入熔融态而粘附于刀具和切屑表面。研究结果发现,内冷钻削工艺更适用于E型玻纤PTFE板的微孔加工,可有效促进孔内切屑排出,防止切屑在刀具螺旋槽内的累积聚合。 展开更多
关键词 高频微波板 微孔 低温钻削 切屑形貌 刀具磨损
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基于刀—屑界面Zorev应力模型的内齿轮拉削力研究 被引量：1
2
作者 陈留洋 陈雪林 +1 位作者 赵建华 唐进元 《工具技术》 北大核心 2025年第6期87-91,共5页
切削力是评估切削变形、优化工艺参数和加工系统的关键参数。考虑齿轮拉削刀—屑较长的接触界面对切削性能的影响,基于刀—屑界面Zorev应力模型,构建拉削加工内齿轮的切削力模型,推导出机床主驱动电机负载率模型。开展内齿轮拉削加工实... 切削力是评估切削变形、优化工艺参数和加工系统的关键参数。考虑齿轮拉削刀—屑较长的接触界面对切削性能的影响,基于刀—屑界面Zorev应力模型,构建拉削加工内齿轮的切削力模型,推导出机床主驱动电机负载率模型。开展内齿轮拉削加工实验,实验结果与理论值的偏差较小,该模型的有效性得到验证。本研究通过机床电机负载率实现齿轮拉削复杂工况的监控,可广泛用于优化齿轮拉削工艺参数,提高其加工性能。 展开更多
关键词 刀—屑界面 内齿轮拉削 切削力 Zorev应力模型
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聚晶金刚石刀具断屑槽槽型对切屑卷曲半径的影响 被引量：1
3
作者 李辉林 于爱兵 +1 位作者 金淼杰 曲振宝 《机械制造》 2025年第5期44-48,共5页
为提高断屑槽聚晶金刚石刀具的断屑效果,研究聚晶金刚石刀具直线型、直线圆弧型、双圆弧型三种断屑槽槽型对切屑卷曲半径的影响。进行切削有限元仿真和试验,分析不同进给量下聚晶金刚石刀具三种断屑槽槽型对切屑卷曲半径的影响。通过高... 为提高断屑槽聚晶金刚石刀具的断屑效果,研究聚晶金刚石刀具直线型、直线圆弧型、双圆弧型三种断屑槽槽型对切屑卷曲半径的影响。进行切削有限元仿真和试验,分析不同进给量下聚晶金刚石刀具三种断屑槽槽型对切屑卷曲半径的影响。通过高速摄影观察切屑卷曲半径,收集切屑并进行分类。研究结果表明,采用直线圆弧型断屑槽槽型,聚晶金刚石刀具产生的切屑卷曲半径更小,更有利于切屑折断。在三种聚晶金刚石刀具断屑槽槽型中,直线圆弧型断屑槽产生的切屑多为优良切屑,断屑效果最佳。 展开更多
关键词 聚晶金刚石刀具 断屑槽 切屑 卷曲半径 影响
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复合织构硬质合金刀具加工过程中的综合性能研究
4
作者 雷志远 王匀 +2 位作者 吴伟光 朱长顺 范雪飞 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第12期270-277,共8页
采用激光加工技术在硬质合金前刀面制备出规则排布的5种织构:微沟槽织构(GT)、月牙形向上织构(CUT)、月牙形向下织构(CDT)、复合织构GT+CUT(CUGT)和复合织构GT+CDT(CDGT)刀具。通过对TC4钛合金的切削试验,系统研究了不同织构刀具对钛合... 采用激光加工技术在硬质合金前刀面制备出规则排布的5种织构:微沟槽织构(GT)、月牙形向上织构(CUT)、月牙形向下织构(CDT)、复合织构GT+CUT(CUGT)和复合织构GT+CDT(CDGT)刀具。通过对TC4钛合金的切削试验,系统研究了不同织构刀具对钛合金切削性能及塑性变形行为的影响规律。结果表明:与无织构刀具(NT)相比,5种微织构刀具均能有效降低切削力、减少刀面粘结面积并改善工件表面质量。其中,复合织构刀具(CDGT)综合性能更佳,主切削力降低22.1%,刀面粘结面积减少46.3%,工件表面粗糙度降低25.3%。在塑性变形方面,CDGT刀具产生的切屑变形系数降低16.5%,剪切角增大16.9%,剪切应变降低11.2%,有效缓解了TC4钛合金切削过程中的粘结磨损,延长了刀具寿命,提高了工件表面质量。 展开更多
关键词 复合织构 切削试验 刀具磨损 切屑形貌 表面粗糙度
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激光加热辅助铣削钛铝合金试验研究 被引量：1
5
作者 王明海 张言可 +2 位作者 孔宪俊 宋一平 李雅楠 《工具技术》 北大核心 2025年第2期36-41,共6页
激光辅助铣削技术是加工难加工材料的一种有效方法,利用高能激光束照射待加工区域可以提高材料温度,使材料软化以改善其铣削性能。本文通过开展钛铝合金材料的激光辅助铣削加工试验,研究激光引起的温度变化以及铣削参数对加工中切削力... 激光辅助铣削技术是加工难加工材料的一种有效方法,利用高能激光束照射待加工区域可以提高材料温度,使材料软化以改善其铣削性能。本文通过开展钛铝合金材料的激光辅助铣削加工试验,研究激光引起的温度变化以及铣削参数对加工中切削力、切屑状态、加工表面质量、刀具磨损的影响。结果表明,当激光加热区域至650℃时,工件材料得到充分软化且不对材料产生烧蚀破坏,并在n=1600 r/min,v_(f)=80 mm/min,a_(p)=0.5 mm的加工条件下进行激光辅助铣削实现塑性加工:此时切削力比常规加工中的低;切屑形成过程中发生塑性流动,产生连续型切屑;此高温下对刀具影响较小,能够有效降低刀具磨损,同时也可以降低已加工表面粗糙度。 展开更多
关键词 激光加热辅助铣削 钛铝合金 切削力 切屑 表面粗糙度 刀具磨损
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芳纶纤维增强复合材料螺旋铣削表面缺陷区域面积、切屑形态与切削力试验研究
6
作者 王林 李茹 +3 位作者 石文天 李娜 肖立强 步坤亭 《表面技术》 北大核心 2025年第10期185-198,共14页
目的探究芳纶纤维增强复合材料螺旋铣削机理,提高螺旋铣削表面质量。方法设计并进行试验,利用响应曲面法、方差分析、t检验等方法对铣削表面形貌、缺陷区域面积、切屑形态、刀具磨损以及切削力等进行了分析,重点对螺旋铣削机理进行了探... 目的探究芳纶纤维增强复合材料螺旋铣削机理,提高螺旋铣削表面质量。方法设计并进行试验,利用响应曲面法、方差分析、t检验等方法对铣削表面形貌、缺陷区域面积、切屑形态、刀具磨损以及切削力等进行了分析,重点对螺旋铣削机理进行了探究,并给出了分析解释,尤其论述了节状切屑的演化过程。结果表面缺陷区域面积受进给速度的影响显著,随进给速度的增大逐渐减小;同时发现,在一定切削参数范围内,摩擦加剧,温升明显,树脂基体有融化趋势,被拉伸延展成长条带状,形成一种特殊的节状切屑,试验中观察到前刀面上由于切屑、工件硬质点的不断刮擦和冲击形成明显的亮白色区域;对于切削力,其随着进给速度的增大先增大后减小,趋势明显,并不是简单的线性关系,通过建立的切削力数学模型得到切削力F_(x)、F_(y)、F_(z)的平均误差率分别为3.53%、13.62%、14.75%,预测结果较为准确。结论刀具磨损形式主要分为黏结脱落与早期刀尖崩刃2种形式,节状切屑的出现加剧了刀具的磨损。增大进给速度可使刀-工件、刀-屑实际接触面积增大,对螺旋铣削表面挤压作用增强,有效抑制了表面毛刺,同时增大进给速度使刀刃锋利度增强,剪切作用越来越显著,节状切屑锯齿化明显加剧,当进一步增大进给速度时会使刀-工件接触面积远大于刀-屑接触面积,切屑对刀具的冲击作用减弱,切削力降低。 展开更多
关键词 芳纶纤维增强复合材料 螺旋铣削 表面缺陷区域面积 切屑形态 刀具磨损 切削力
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曲面锥形刀具的CFRP螺旋铣孔有限元仿真分析
7
作者 朱瑞彪 周兰 +3 位作者 安国升 王云龙 李光奇 钟云 《材料科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期396-404,485,共10页
为减少碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)在螺旋铣孔加工过程中产生的毛刺、撕裂与分层等损伤,提高孔壁加工质量。本研究基于螺旋铣加工特性设计了一种曲面锥形刀具,首先利用微分法得到刀具的回转轮廓方程,随后构建了三维曲面锥形几何模型... 为减少碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)在螺旋铣孔加工过程中产生的毛刺、撕裂与分层等损伤,提高孔壁加工质量。本研究基于螺旋铣加工特性设计了一种曲面锥形刀具,首先利用微分法得到刀具的回转轮廓方程,随后构建了三维曲面锥形几何模型,分析了不同加工阶段未变形仿真切屑的几何形貌与尺寸,最终建立了刀具的CFRP螺旋铣孔有限元模型,阐明了加工过程中应力/应变分布特点、切削力变化趋势,揭示了主轴转速、公转速度与进给速度对轴向力Fz的影响规律。结果表明,曲面锥形刀具在CFRP螺旋铣孔过程中产生的应力/应变分布均匀,切削力小且波动平缓,轴向力在刀具初始接触后呈平缓上升趋势,避免了传统刀具由于轴向力骤增而造成的崩刃现象,且轴向力峰值仅为85.91 N。由单因素实验可知,Fz随主轴转速的增大而减小,随公转速度与进给速度的增大而增大。由于专用刀具的曲面锥形结构提高了侧刃利用率,从而有效抑制了CFRP螺旋铣孔过程中毛刺与分层的产生。 展开更多
关键词 螺旋铣孔 CFRP 曲面锥形刀具 未变形仿真切屑 有限元仿真
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基于当量磨削层厚度的整体刀具容屑槽磨削功率模型
8
作者 任磊 潘江涛 +2 位作者 向道辉 马俊金 崔晓斌 《金刚石与磨料磨具工程》 北大核心 2025年第1期67-74,共8页
磨削功率与整体刀具容屑槽的磨削质量密切相关。提出一种基于当量磨削层厚度的整体刀具容屑槽磨削功率模型,将砂轮离散化为一组等厚度的砂轮薄片,由砂轮与刀具间的瞬时接触线计算各砂轮薄片的接触弧长;再通过引入磨削接触区形状系数计... 磨削功率与整体刀具容屑槽的磨削质量密切相关。提出一种基于当量磨削层厚度的整体刀具容屑槽磨削功率模型,将砂轮离散化为一组等厚度的砂轮薄片,由砂轮与刀具间的瞬时接触线计算各砂轮薄片的接触弧长;再通过引入磨削接触区形状系数计算沿砂轮宽度方向逐渐变化的当量磨削深度和当量进给速度,得到各砂轮薄片对应的当量磨削层厚度;在此基础上建立容屑槽磨削功率模型,并通过磨削实验对模型进行验证。结果表明:模型的功率预测值与测量值间的最大相对误差<15.0%;沿砂轮宽度方向的最大当量磨削层厚度和最大单位宽度磨削功率存在于砂轮边缘处,将导致砂轮宽度方向上的非均匀磨损。 展开更多
关键词 整体刀具 容屑槽 磨削功率 当量磨削层厚度 螺旋槽
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铸铝缸盖加工残留铝屑去除工艺探索研究
9
作者 李海滨 张雪 《机械制造与自动化》 2025年第3期62-65,共4页
在某铸铝缸盖生产线项目投产初期,缸盖铝屑残留问题严峻,严重影响缸盖质量。聚焦于缸盖油道、水道等型腔铝屑产生的工艺难点展开深入剖析。通过系统分析加工参数、刀具结构与铝屑尺寸之间的内在关联,对工艺参数进行优化调整,并对刀具结... 在某铸铝缸盖生产线项目投产初期,缸盖铝屑残留问题严峻,严重影响缸盖质量。聚焦于缸盖油道、水道等型腔铝屑产生的工艺难点展开深入剖析。通过系统分析加工参数、刀具结构与铝屑尺寸之间的内在关联,对工艺参数进行优化调整,并对刀具结构予以改进,以减小铝屑尺寸。实际应用表明:该措施有效降低了铝屑残留量,显著提升了缸盖的清洁度,确保了产品质量的稳定性,为铸铝缸盖生产线的稳定运行提供了技术保障。 展开更多
关键词 汽缸盖 铝屑 断屑槽 分屑槽 刀具
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特斯拉阀微织构对YG8N刀具切削性能的提升机制研究
10
作者 李婧 杨发展 +5 位作者 姜芙林 杨宇 陈安琪 王雪 李广地 颜世斌 《表面技术》 北大核心 2025年第24期207-219,共13页
目的解决钛合金切削时引发的刀具磨损过快和生产效率降低的难题。方法利用飞秒激光设备将具有各向异性的特斯拉阀微织构结构引入YG8N硬质合金刀具的前刀面中,并对具有正向与反向结构的微织构刀具切削TC4钛合金的性能和加工特征进行分析... 目的解决钛合金切削时引发的刀具磨损过快和生产效率降低的难题。方法利用飞秒激光设备将具有各向异性的特斯拉阀微织构结构引入YG8N硬质合金刀具的前刀面中,并对具有正向与反向结构的微织构刀具切削TC4钛合金的性能和加工特征进行分析研究。通过将切削试验与Johnson-Cook本构模型仿真相结合,分析微织构形貌特征对刀具切削力和切削温度的影响,同时探究切削温度对切削液黏度的影响,通过SEM观察刀具前刀面磨损和切屑的微观形貌。结果随切削温度的升高切削液的黏度不断降低,同步切削液进入微织构底部的概率不断加大,而通过对微织构底部的元素组成分析,结果证实切削液能有效进入微织构中。在300 mm/s低速切削时,微织构刀具刀尖温度及切削力均低于无织构刀具,刀具前刀面黏附物明显减少,切削性能得到显著提升;在1000 mm/s高速切削下,正向微织构刀具切削力比无织构刀具降低了19.4%,刀尖处的温度降低了29.4%,同时与低速切削工况相比也展现出更优异的切削性能。结论特斯拉阀微织构通过改变刀具表面的切屑流动路径,减小刀具与切屑的接触面积,进而有效降低切削力、降低刀尖处的切削温度,同时减少了前刀面的黏附物和氧化层,有效减缓了刀具表面崩刃和黏结磨损现象,显著降低了摩擦系数与切削磨损,延长了刀具的使用寿命。 展开更多
关键词 特斯拉阀微织构 刀具磨损 切削温度 切削形貌
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聚晶金刚石断刀具屑槽的皮秒激光铣削工艺优化
11
作者 胡小月 丁峰 +2 位作者 郭靖雅 洪云 王成勇 《金刚石与磨料磨具工程》 北大核心 2025年第6期727-739,共13页
可靠的加工工艺参数是自动化激光加工装备制造聚晶金刚石(PCD)刀具断屑槽的重要保障。为重点研究PCD刀具断屑槽的红外皮秒激光铣削工艺,利用单因素实验确定单脉冲能量密度、脉冲重叠率和扫描重叠率等工艺参数的优化范围,以PCD刀具断屑... 可靠的加工工艺参数是自动化激光加工装备制造聚晶金刚石(PCD)刀具断屑槽的重要保障。为重点研究PCD刀具断屑槽的红外皮秒激光铣削工艺,利用单因素实验确定单脉冲能量密度、脉冲重叠率和扫描重叠率等工艺参数的优化范围,以PCD刀具断屑槽的烧蚀深度、材料去除率和表面粗糙度为目标函数,采用Box-Behnken响应面法对工艺参数进行优化,建立目标函数数值模型;随后采用NSGA-II遗传算法筛选合适的工艺参数,制造3种断屑槽结构来验证铣削工艺的可靠性。结果表明:基于响应面法获得的数值模型能够很好地预测不同工艺参数下断屑槽的烧蚀深度、材料去除率和表面粗糙度;增大单脉冲能量密度可显著增大烧蚀深度、材料去除率和表面粗糙度,材料去除率随扫描重叠率的增大而减小,但材料去除率和表面粗糙度均对脉冲重叠率的变化不敏感。选择单脉冲能量密度为4.7~5.4 J/cm^(2)、脉冲重叠率为88%~90%、扫描重叠率为91%~93%的工艺参数,可在保证较高加工效率的前提下,获得表面粗糙度<0.200μm的表面质量,实现PCD车刀断屑槽的高精度、高质量加工。 展开更多
关键词 聚晶金刚石 车刀断屑槽 皮秒激光铣削 工艺参数优化 响应面法
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基于DEFORM-3D圆角刀具切削的切屑流出角预测
12
作者 吕海龙 丁艳春 +2 位作者 武嘉雨 毛励 高长胜 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第33期14251-14257,共7页
切屑流出角是切削加工中预报切屑流向的重要参数,且对切屑控制具有指导意义。基于DEFORM-3D有限元仿真软件,建立圆角刀具切削仿真模型,系统研究了刀具位姿、切削深度、进给量、切削速度及工件材料等参数对切屑流出角的影响。研究结果表... 切屑流出角是切削加工中预报切屑流向的重要参数,且对切屑控制具有指导意义。基于DEFORM-3D有限元仿真软件,建立圆角刀具切削仿真模型,系统研究了刀具位姿、切削深度、进给量、切削速度及工件材料等参数对切屑流出角的影响。研究结果表明:刀具绕X轴和Z轴旋转时,随旋转角增加切屑流出角逐渐减小,而绕Y轴旋转时切屑流出角基本不变;随着切削深度增加,起初切屑流出角不断增大,当切削深度超过刀具圆角半径时刃口效应消失刀尖角不变,切屑流出角逐渐趋于稳定值;随着进给量增加,切屑流出角会逐渐减小;随着切削速度增加,切屑流出角会逐渐增大;工件材料的塑性越强,切屑流出角越大。通过对切屑流出角最大偏差值的比较可知,圆角刀具切削时切削深度对切屑流出角的影响最大,其偏差值为29.91°,其余因素对切屑流出角的影响程度从大到小依次为切削速度、刀具绕X轴旋转、刀具绕Z轴旋转、进给量、刀具绕Y轴旋转、工件材料。 展开更多
关键词 切屑流出角 圆角刀具 切削加工 有限元仿真
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大型机床卧式床身排屑槽平直度的控制方法
13
作者 周杰 马秉平 《现代铸铁》 2025年第1期38-40,共3页
介绍了大型机床卧式床身铸件的结构及出现尺寸超差产生异响的问题,根据影响排屑槽平直度的主要因素,从排屑槽本身的尺寸、砂芯质量、下芯检查、标芯操作、支顶芯撑、压箱及型内时效等方面,提出了卧式床身排屑槽平直度的控制方法。通过... 介绍了大型机床卧式床身铸件的结构及出现尺寸超差产生异响的问题,根据影响排屑槽平直度的主要因素,从排屑槽本身的尺寸、砂芯质量、下芯检查、标芯操作、支顶芯撑、压箱及型内时效等方面,提出了卧式床身排屑槽平直度的控制方法。通过在各系列卧式床身铸件上进行验证,铸件的平直度得到了有效控制,铸件尺寸合格,铸件装机后卷屑器运行正常,排屑槽内弧面光滑平整,无异响。 展开更多
关键词 机床床身 排屑槽 平直度
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GH4169多台阶深孔刀具设计及试验研究
14
作者 冯亚洲 高泽辉 +1 位作者 刘战锋 刘小帆 《机电工程技术》 2025年第3期36-40,46,共6页
针对难加工材料GH4169多台阶深孔零件在加工过程中存在同轴度难保证、切削力大、切削温度高、切屑形态难控制、刀具寿命低、排屑困难、加工硬化倾向大、不易观察等问题,制订了多台阶深孔的加工工艺,包括选择合适的加工设备、加工系统、... 针对难加工材料GH4169多台阶深孔零件在加工过程中存在同轴度难保证、切削力大、切削温度高、切屑形态难控制、刀具寿命低、排屑困难、加工硬化倾向大、不易观察等问题,制订了多台阶深孔的加工工艺,包括选择合适的加工设备、加工系统、刀具尺寸、刀具材料、冷却润滑方式等。同时,考虑到多台阶深孔零件的同轴度问题,设计了一种内排屑方式的前定位推镗刀。采用正交试验法开展GH4169多台阶深孔零件镗削试验,通过改变主轴转速、进给量、切削液流量3个参数,分析深孔镗削加工过程中机床状态、振刀情况、排屑情况、刀具磨损情况、导向块磨损情况、切屑形态、孔轴心线偏斜量等参数的变化规律,得出镗削ϕ40 mm内孔的最佳参数组合:主轴转速n=225 r/min、进给量f=0.04 mm/r、切削液流量Q=120 L/min。 展开更多
关键词 GH4169 多台阶深孔 前定位推镗刀 同轴度 切屑形态
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基于虚拟仪器的微波芯片MPW测试系统设计
15
作者 俞利国 虞书铭 +1 位作者 张邓 陈浩 《计算机测量与控制》 2025年第7期130-138,共9页
为解决微波芯片多项目测试功能复杂、测试效率低、测试稳定性差等问题,设计了一种基于虚拟仪器的MPW测试系统;采用虚拟仪器作为软件工具编程语言,设计以多项目测试为核心的探针台动作控制、仪器测试控制、数据采集与分析处理等功能,并... 为解决微波芯片多项目测试功能复杂、测试效率低、测试稳定性差等问题,设计了一种基于虚拟仪器的MPW测试系统;采用虚拟仪器作为软件工具编程语言,设计以多项目测试为核心的探针台动作控制、仪器测试控制、数据采集与分析处理等功能,并对测试硬件进行柔性化集成以实现微波芯片MPW测试系统;经实验结果表明该测试系统可通过晶圆绘制分析软件工具制作Wafer Map下发至晶圆测试软件工具进行多项目位置识别,按照设计的测试流程控制仪器与探针台,可实现微波芯片的多项目晶圆测试任务;该测试系统可柔性化应用于各类型的MPW测试场景,相比常规晶圆测试系统无法高效完成多项目测试的局限性,可大幅度提升微波芯片的多项目晶圆测试效率,降低测试成本。 展开更多
关键词 微波芯片 虚拟仪器 多项目晶圆 测试系统 软件工具
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刀具几何参数对CFRP/Ti叠层制孔钛合金切屑形态及加工质量的影响
16
作者 王奔 孟珂宇 +2 位作者 汪嘉怡 叶骐玮 卢梦琦 《工具技术》 北大核心 2025年第11期54-59,共6页
碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)与钛合金叠层结构在航空航天领域被广泛应用在飞机中央翼、尾翼等关键承力部位,CFRP/Ti叠层结构在使用过程中通常采用一体化制孔进行螺栓连接,而钛合金切屑在一体化制孔的过程中会加大CFRP通孔孔径超大... 碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)与钛合金叠层结构在航空航天领域被广泛应用在飞机中央翼、尾翼等关键承力部位,CFRP/Ti叠层结构在使用过程中通常采用一体化制孔进行螺栓连接,而钛合金切屑在一体化制孔的过程中会加大CFRP通孔孔径超大、孔壁划痕、出口分层等制孔损伤。改变钛合金切屑形态,使钛合金切屑排屑顺畅,是提高CFRP/Ti叠层制孔加工质量的一种方法。刀具几何角度与产生的钛合金切屑形态有着密切的关系,本文以刀具螺旋角、顶角、后角、排屑槽半径为变量,通过正交试验探究刀具几何参数对切屑形态及对应CFRP孔径精度、孔壁质量及出口质量的影响规律。结果表明:当螺旋角和后角增大时,钻削产生的钛合金切屑由片状切屑逐渐转为折叠挤压形切屑,当顶角增大时,切屑的长度增大,切屑易形成折叠挤压形切屑,片状切屑对制孔质量影响较小,折叠挤压形切屑会加大CFRP的制孔损伤;当刀具螺旋角为35°、顶角为120°、后角为13°、排屑槽半径为1.35 mm时,产生的切屑形态大部分为片状切屑,此时的CFRP孔径精度、孔壁质量、出口质量最佳。 展开更多
关键词 刀具几何参数 CFRP/Ti叠层制孔 钛合金切屑形态 制孔质量
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PCBN刀具切削高温合金锯齿形切屑形成机理 被引量：21
17
作者 吴明阳 赵旭 +3 位作者 计伟 程耀楠 刘利 刘献礼 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期179-186,共8页
高温合金被广泛的应用于航空航天工业中,它是一种典型的难加工材料,切削过程刀具磨损严重。PCBN刀具作为一种超硬刀具材料在加工高温合金方面具有较大潜能,但由于PCBN刀具没有断屑槽,故断屑困难。因此研究切削参数以及刀具磨损对切屑形... 高温合金被广泛的应用于航空航天工业中,它是一种典型的难加工材料,切削过程刀具磨损严重。PCBN刀具作为一种超硬刀具材料在加工高温合金方面具有较大潜能,但由于PCBN刀具没有断屑槽,故断屑困难。因此研究切削参数以及刀具磨损对切屑形成的影响规律对推进PCBN刀具的应用具有重要的意义。通过试验研究切削参数和刀具磨损对切削力、切屑宏观状态和切屑微观参数(切屑剪切角、切屑厚度、齿高和齿间角)的影响规律。试验结果表明:当切削速度为97 m/min,切削深度为0.1 mm,进给量为0.14 mm/r时,切屑的宏观状态最佳。并根据试验结果,确定了绝热剪切带的位置和两个切屑锯齿形成的关系,进而建立了PCBN刀具切削高温合金GH4169的锯齿形切屑的形成机理模型:当刀具运动到某一点开始出现绝热剪切带,继续运动到下一点,形成一个锯齿,继续运动将出现下一个剪切失稳。 展开更多
关键词 切屑形成机理 GH4169 PCBN刀具 切削力 刀具磨损
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基于DSP和单片机的高速数据采集与处理系统 被引量：17
18
作者 唐宗军 杨光 +1 位作者 王维 钦兰云 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第z1期429-430,437,共3页
根据实时监控中数据采集和计算量繁重的特点,给出了以单片机和DSP相结合的双CPU硬件设计方案,充分利用了DSP运算能力强和单片机控制能力强的优点,实现了系统的快速运算和实时控制功能。
关键词 DSP 单片机 刀具监控 双CPU 数据采集与处理
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超声振动方向对TC4钛合金铣削特性的影响 被引量：26
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作者 赵波 李鹏涛 +1 位作者 张存鹰 王晓博 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期34-44,共11页
为充分发挥超声铣削钛合金的优势,改善钛合金的加工效果,增强表面服役性能,分别对刀具和工件施加超声振动,以寻求合适的振动方向和加工参数。理论推导了侧刃断续切削时的临界速度,试验研究了不同振幅和切削速度对表面形貌、切屑形态、... 为充分发挥超声铣削钛合金的优势,改善钛合金的加工效果,增强表面服役性能,分别对刀具和工件施加超声振动,以寻求合适的振动方向和加工参数。理论推导了侧刃断续切削时的临界速度,试验研究了不同振幅和切削速度对表面形貌、切屑形态、切削力和刀具磨损的影响,同时探究了表面微织构对摩擦特性的影响。试验表明在两种振动方向下,增大振幅均使切屑的锯齿化程度降低,并且增加轴向振幅可使锯齿形切屑转变为带状切屑。轴向振动更有利于表面形成微织构、减小切削力、减缓刀具磨损、减小工件摩擦时的磨合时间,但需合理控制切削速度和超声振幅。同时,对切削力进行频谱分析,为工作状态下超声振动频率的测量提供了一种参考方法。 展开更多
关键词 钛合金 超声铣削 表面微织构 切屑形态 刀具磨损 磨合时间
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渐变强化刃刀具硬切削过程切屑流动和刀具磨损研究 被引量：8
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作者 陈涛 宋立星 +2 位作者 李素燕 郭健 刘献礼 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第19期195-200,共6页
刃口倒棱结构在提升切削刃强度的同时也进一步增大了切削过程中的热力载荷,进而影响着硬切削加工的切屑流动、刀具磨损和加工表面质量。利用高速摄影方法,对比分析了渐变强化刃和定值倒棱两种结构PCBN刀具的切屑流动特性,发现渐变强化... 刃口倒棱结构在提升切削刃强度的同时也进一步增大了切削过程中的热力载荷,进而影响着硬切削加工的切屑流动、刀具磨损和加工表面质量。利用高速摄影方法,对比分析了渐变强化刃和定值倒棱两种结构PCBN刀具的切屑流动特性,发现渐变强化刃结构具有协调切屑流动的作用,能有效地解决硬切削过程切屑积聚问题。结合硬切削试验,开展了渐变强化刃刀具磨损特性研究,结果表明:与定值倒棱刀具相对集中的磨损带不同,渐变强化刃刀具磨损区域则更为狭长,后刀面磨损带呈现为长三角形,具备了更为优异的刃口保持性和耐用度,当进入到刃形改变阶段,其磨损机制由磨粒磨损机制逐渐变化为磨粒、氧化和扩散等多种机制的混合形式。渐变强化刃结构刀具在改善切屑流动和提升刀具耐用度方面均体现出了明显的优势,具备了良好的推广应用前景。 展开更多
关键词 硬切削 渐变强化刃 PCBN刀具 切屑流动 刀具磨损
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