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The Experimental Study of Micro-Tool Servo with Electrostrictive Actuator
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作者 王晓慧 袁哲俊 张广玉 《Journal of Harbin Institute of Technology(New Series)》 EI CAS 1994年第2期45-47,共3页
An experimental study of micro-tool servo with electrostrictive actuator is presented.The design methods as well as the performance of the entire mechanism is given out.The results of the experiment show that the reso... An experimental study of micro-tool servo with electrostrictive actuator is presented.The design methods as well as the performance of the entire mechanism is given out.The results of the experiment show that the resolution of the micro-tool servo is 0.02μm and the frequency response is up to 200Hz,which satisfies the requirements of the ultra-precision machining. 展开更多
关键词 ss:Electrostrictive ACTUATOR ACTUATOR DRIVER micro-tool SERVO
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热辅助条件下微织构刀具铣削力预测方法研究 被引量:2
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作者 佟欣 王佰艺 +1 位作者 李鑫宇 杨树财 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第3期274-287,共14页
刀具表面织构化处理能够显著改善刀具的切削性能。但激光加工有着急速升温与骤冷的加工特点,这会导致重熔层堆叠和微裂纹等问题。针对上述问题,引入热辅助激光加工技术。由于钛合金是难加工材料,因此铣削过程中刀具承受较大的铣削力,这... 刀具表面织构化处理能够显著改善刀具的切削性能。但激光加工有着急速升温与骤冷的加工特点,这会导致重熔层堆叠和微裂纹等问题。针对上述问题,引入热辅助激光加工技术。由于钛合金是难加工材料,因此铣削过程中刀具承受较大的铣削力,这会导致机械系统的动态响应及振动,进而影响刀具寿命和加工表面质量。因此,准确预测铣削力可以及时调整切削参数,在保证加工质量的同时,使铣削力处于合理范围,从而提高加工效率、降低刀具磨损。综上,以硬质合金球头铣刀为研究对象,将热辅助工艺与激光加工技术相结合,搭建铣削试验平台,提出一种基于蜣螂算法(DBO)优化变分模态分解(VMD)参数,并结合小波包阈值降噪(WPT)的方法来对原始信号进行降噪处理;使用希尔伯特-黄变换(HHT)进行时频分析,探讨不同热辅助温度下的刀具铣削性能变化规律。在此基础上,结合贝叶斯优化(BO)、卷积神经网络(CNN)、双向长短期记忆网络(BiLSTM)以及多头注意力机制(Multihead-Attention),建立回归分析模型用于实时监测和预测铣削力;通过验证,该模型在训练集上的R^(2)值达到了0.9967,而在测试集上R^(2)值达到了0.99194,证明了该模型的准确性。为微织构制备过程中的缺陷修复提出了一种新方法,同时为钛合金铣削加工中的铣削力预测提供了一种有效的方法。 展开更多
关键词 微织构刀具 钛合金 热辅助激光加工 铣削力 BO-CNN-BiLSTM-Multihead-Attention预测模型
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微织构/混合纳米流体协同微量润滑对车削Inconel 718的影响
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作者 裴宏杰 张晨阳 +1 位作者 霍宇航 郭二廓 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第6期60-66,共7页
为了揭示刀具微织构和纳米流体的协同微量润滑机理,开展了MoS_(2)、多壁碳纳米管(multiwalled carbon nanotubes,MWCNTs)和MoS_(2)/MWCNTs混合纳米流体和刀具前/后刀面的微坑/微槽织构微量润滑车削Inconel 718高温合金的实验研究。采用... 为了揭示刀具微织构和纳米流体的协同微量润滑机理,开展了MoS_(2)、多壁碳纳米管(multiwalled carbon nanotubes,MWCNTs)和MoS_(2)/MWCNTs混合纳米流体和刀具前/后刀面的微坑/微槽织构微量润滑车削Inconel 718高温合金的实验研究。采用皮秒激光技术在陶瓷刀片的前/后刀面加工出微坑/微槽织构并利用激光共聚焦显微镜进行了表征。制备了MoS_(2)、MWCNTs和MoS_(2)/MWCNTs混合纳米流体,测定了其黏度和表面张力。对纳米流体和微织构的协同影响润湿性进行了测试。进行了切削速度、前刀面微织构、后刀面微织构和纳米流体种类的四因素四水平的正交切削实验,评价指标为切削力、三维表面粗糙度和切屑变形系数。实验结果表明,在减小切削力和切屑变形方面,MoS_(2)纳米流体、前刀面平行槽微织构和后刀面圆坑微织构的协同作用最优;在降低表面粗糙度方面,MoS_(2)/MWCNTs混合纳米流体、前刀面平行槽微织构和后刀面圆坑微织构效果更好。 展开更多
关键词 微量润滑 微织构刀具 纳米流体 多壁碳纳米管 二硫化钼
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涂层微磨具磨削力热特性仿真研究
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作者 陶林 温雪龙 +1 位作者 李欣妍 奚克波 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第7期141-145,150,共6页
在磨削过程中,产生的磨削力和磨削热对微磨具的加工寿命和加工表面质量有着很大的影响。这里通过建立涂层微磨具单颗磨粒磨削仿真模型,探究不同磨削加工参数对不同涂层厚度的涂层微磨具磨削力与磨削温度的影响规律。对仿真结果进行分析... 在磨削过程中,产生的磨削力和磨削热对微磨具的加工寿命和加工表面质量有着很大的影响。这里通过建立涂层微磨具单颗磨粒磨削仿真模型,探究不同磨削加工参数对不同涂层厚度的涂层微磨具磨削力与磨削温度的影响规律。对仿真结果进行分析得到:磨削深度的扩大令涂层微磨具受到的磨削力也呈增长趋势,同时磨削力随磨削线速度的增大而减小;磨削深度与磨削速度的增大,导致涂层微磨具的磨削温度升高;磨削速度的增大与磨削深度的减小会使磨削力不断减小,工件表面的磨损深度降低;利用涂层微磨具加工时,应根据实际情况合理选择涂层厚度,确保能够获得需要的表面质量。在需要综合考虑磨削力和磨削温度时,应选择较低的磨削深度和磨削速度来进行加工。 展开更多
关键词 涂层微磨具 磨削加工参数 磨削力 磨削热
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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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微细超精密机械加工系统实验平台在研究生实验教学中的应用研究
6
作者 高思煜 卢礼华 《中国现代教育装备》 2025年第9期42-45,共4页
微细超精密机械加工系统原理与系统设计是现代高端制造领域研究生培养的一门重要课程。针对目前课程实践教学中实验室实践条件不足、学生缺乏实际操作的问题,提出了基于微细加工超精密车床和铣床、超精密加工和检测设备建立微细超精密... 微细超精密机械加工系统原理与系统设计是现代高端制造领域研究生培养的一门重要课程。针对目前课程实践教学中实验室实践条件不足、学生缺乏实际操作的问题,提出了基于微细加工超精密车床和铣床、超精密加工和检测设备建立微细超精密机械加工系统实验平台。通过实验平台,学生更深入地了解微细超精密加工系统的设计原理、设计方法以及设计中的关键技术问题,加深对课程理论知识的理解和重点知识的掌握。实验平台拓展了超精密加工制造的实践教学内容,强化了学生的实践动手能力,实现了研究生教学质量的跃升。 展开更多
关键词 超精密加工 微细超精密机床 实验平台
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古代两河流域玉石器手工业中的砣具应用
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作者 曹明玉 高海蕊 《大连大学学报》 2025年第6期59-64,共6页
早期玉石器制作工艺技术以及工具等问题一直备受学界的关注,古代西亚两河流域较为发达的玉石印章、石瓶制作等手工业为深入研究该问题提供了丰富的材料。通过对雕刻工具遗留微痕的考察,可以复原和分析古代玉石器雕刻运用的工艺技术。古... 早期玉石器制作工艺技术以及工具等问题一直备受学界的关注,古代西亚两河流域较为发达的玉石印章、石瓶制作等手工业为深入研究该问题提供了丰富的材料。通过对雕刻工具遗留微痕的考察,可以复原和分析古代玉石器雕刻运用的工艺技术。古代两河流域凿、钻、锉等工具应用广泛且历时较长,而具有划时代意义的砣具则出现较晚,可能首次应用于古巴比伦中晚期,普及成熟于中巴比伦晚期。砣具的应用是一个缓慢的渐进过程,凿、锉等工具在硬石印章雕琢局限上的突破、钻等转轴式工具的改进以及人们对硬质石材的日渐青睐可能是砣具得以发明和应用的主要动因。 展开更多
关键词 两河流域 玉石器 微痕分析 砣具
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微结构铣刀加工镍基高温合金过程切削性能试验研究 被引量:1
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作者 任仲伟 田初春 +1 位作者 蒋宏婉 袁森 《机床与液压》 北大核心 2025年第10期93-100,共8页
以Inconel 718镍基高温合金为研究对象,搭建试验平台,使用测力仪采集铣削过程的铣削力。采用自主研发的微结构涂层刀具和普通铣刀分别进行加工,设计合理的试验方案,对比两铣刀在相同工况下铣削镍基高温合金的铣削力和加工表面粗糙度,并... 以Inconel 718镍基高温合金为研究对象,搭建试验平台,使用测力仪采集铣削过程的铣削力。采用自主研发的微结构涂层刀具和普通铣刀分别进行加工,设计合理的试验方案,对比两铣刀在相同工况下铣削镍基高温合金的铣削力和加工表面粗糙度,并探究微结构铣刀切削过程中不同铣削参数对切削力及加工表面粗糙度的影响规律。结果表明:与普通铣刀相比,自主研发的微结构铣刀切削力降低了9.66%~19.09%,而加工表面粗糙度降低了27.4%~47.03%,微结构铣刀具有更好的切削性能;在一定的切削速度范围内,切削力随着切削速度的增加先增加后降低,随着每齿进给量、切削深度和切削宽度的增加而增加。所建立的切削力多元回归预测模型具有较好的预测效果,总体误差小于20%;表面粗糙度随着切削速度的增加而降低,随着每齿进给量和切削深度的增加而增加,而随着切削宽度的变化,加工表面的粗糙度变化不明显。 展开更多
关键词 Inconel 718镍基高温合金 微结构涂层刀具 铣削参数 切削力 表面粗糙度
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表面微结构刀具流体润滑性能仿真分析
9
作者 徐伟 赵先锋 +2 位作者 史红艳 丁井虎 杨补全 《润滑与密封》 北大核心 2025年第2期58-65,共8页
为了探究微结构刀具的润滑减摩效果,利用FLUENT软件对刀-屑接触面间的微结构油膜的润滑性能进行仿真分析,研究不同微结构排列方式、微结构面积率、纹理形状、油膜厚度、切削速度对切削过程中油膜润滑性能的影响。结果表明:相比微结构普... 为了探究微结构刀具的润滑减摩效果,利用FLUENT软件对刀-屑接触面间的微结构油膜的润滑性能进行仿真分析,研究不同微结构排列方式、微结构面积率、纹理形状、油膜厚度、切削速度对切削过程中油膜润滑性能的影响。结果表明:相比微结构普通排列方式,仿生蜣螂头部纹理的微结构排列方式提高了动压值,在出口处形成更高的速度区域,有利于动压油膜的形成;动压峰值随着微结构面积率的增加而下降,面积率为30.61%(微结构数量63)时,动压、总压承载均较高;随出口油膜厚度增加,入口处质量流量增大,动压承载增加,总压承载下降,油膜厚度为10μm时,动压、总压承载均较高,油膜综合性能较优异;切削速度对总压值影响不大,而随着切削速度的增加,动压峰值降低;椭圆形、三角形、正方形、圆形4种微结构表面总压梯度分布明显,动压高压区域大,其中正方形微结构的动压承载和总压承载均较高。优化后的微结构参数可以提高油膜润滑性能,延缓刀具磨损,为实际加工参数的选择提供了理论依据。 展开更多
关键词 微结构刀具 表面微结构 油膜润滑 润滑性能
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无黏结相碳化钨激光氧化辅助微细铣削工艺
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作者 张凌浩 周天丰 +3 位作者 吴驯未 刘朋 王西彬 赵斌 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第4期131-141,共11页
无黏结相碳化钨是耐高温模具的理想选择,但高硬低韧的特性导致其可加工性差,现有切削加工方法很难进行高效精密加工。为改善无黏结相碳化钨的可加工性,实现高效高质量加工,本研究提出了碳化钨的激光氧化辅助微细铣削工艺。文中采用1 065... 无黏结相碳化钨是耐高温模具的理想选择,但高硬低韧的特性导致其可加工性差,现有切削加工方法很难进行高效精密加工。为改善无黏结相碳化钨的可加工性,实现高效高质量加工,本研究提出了碳化钨的激光氧化辅助微细铣削工艺。文中采用1 065 nm光纤连续激光器对无黏结相碳化钨表面进行了氧化烧蚀实验,研究了不同激光功率、扫描速度以及扫描次数对烧蚀沟槽形貌的影响,分析了无黏结相碳化钨硬质合金的氧化机理,并对烧蚀沟槽进行了微细铣削实验,同时对比了无激光诱导氧化辅助工艺的微细铣削实验,探究了激光氧化辅助微细铣削工艺在碳化钨高硬脆材料加工方面的优势。结果表明:当激光功率大于7 W时,无黏结相碳化钨表面会产生明显氧化烧蚀痕迹,功率越高、扫描速度越慢,氧化烧蚀越剧烈;在激光高温作用下,沟槽底部会产生热裂纹,多次激光扫描可降低热裂纹长度;高温下碳化钨晶粒发生氧化,其氧化产物主要为疏松状WO_(3);激光诱导氧化工艺可以降低刀具磨损,改善无黏结相碳化钨的切削加工性能。 展开更多
关键词 无黏结相碳化钨(BTC) 激光加工 表面形貌 氧化机理 微细铣削 刀具磨损
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工具形貌对微型搅拌摩擦焊塑性金属流动及焊缝力学性能的影响
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作者 张昌青 谷怀壮 +3 位作者 马东东 王栋 刘恩荣 张鹏省 《电焊机》 2025年第3期40-47,共8页
微型搅拌摩擦焊(Micro Friction Stir Welding,μFSW)焊接过程中,由于搅拌工具尺寸的急剧减小造成产热不足及塑性金属流动差,导致表面成形不良以及内部孔洞、隧道等缺陷,因此搅拌工具的轴肩增加螺线结构来增强塑性金属的流动性被广泛采... 微型搅拌摩擦焊(Micro Friction Stir Welding,μFSW)焊接过程中,由于搅拌工具尺寸的急剧减小造成产热不足及塑性金属流动差,导致表面成形不良以及内部孔洞、隧道等缺陷,因此搅拌工具的轴肩增加螺线结构来增强塑性金属的流动性被广泛采用。轴肩形貌的内凹提供了塑性金属流动空间,而工具与材料接触面积的增加也可提高摩擦产热。鉴于此,设计了轴肩形貌三螺旋线形貌(Ⅰ型)与内凹加三螺旋线(Ⅱ型)的两种搅拌工具,对板厚为0.5 mm的7075-T6铝合金进行超薄板搅拌摩擦焊对比试验,通过对焊接过程中的温度、横向力以及轴向力电信号的采集、焊接接头微观金相组织的观察及力学性能的测试分析,Ⅱ型相比于Ⅰ型工具焊接过程的峰值温度高出6%、塑性金属的流动行为由水平流动转变为内敛向上的空间流动、接头力学性能的抗拉强度提高11%,屈服强度提高2%,断后延伸率提高19.2%。试验表明,轴肩形貌采用内凹加三螺旋线有助于增加焊接过程的产热、促进塑性金属的流动及提高接头的力学性能。 展开更多
关键词 微型搅拌摩擦焊 超薄板 工具形貌 内凹结构 三螺线结构
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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
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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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φ0.75 mm深小孔微镗削刀具角度参数仿真优化分析 被引量:1
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作者 李肖 孟庆新 +4 位作者 齐广东 李旭 张俊 周豫宁 石广丰 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第7期75-81,共7页
05Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢活门座是航空发动机用燃油电磁阀的重要零件,活门座上控制燃油流量的深小孔(φ0.75 mm,深4 mm)尺寸要求严格。现加工用德国Horn硬质合金微镗刀为系列化进口采购,刀具尺寸较小、刚度较差,在加工时易产生振动,导致加... 05Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢活门座是航空发动机用燃油电磁阀的重要零件,活门座上控制燃油流量的深小孔(φ0.75 mm,深4 mm)尺寸要求严格。现加工用德国Horn硬质合金微镗刀为系列化进口采购,刀具尺寸较小、刚度较差,在加工时易产生振动,导致加工尺寸不合格,批量化产品的合格率低。文章采用优化刀具角度参数的方法来减小切削力,进而减小刀具的颤振。基于DEFORM 3D仿真软件建立深小孔微镗削的有限元模型,采用单因素实验法和正交实验法,探究刀具角度参数对切削力的影响规律,并选取最优的刀具角度组合。结果表明,在所选研究参数范围内,切削力大小随着前角、后角、主偏角、副偏角增大而减小;前角对切削力影响最大,后角最小,影响主次顺序为前角>主偏角>副偏角>后角;最优刀具角度组合为前角γ_(o)=6°,后角α_(o)=7°,主偏角κr=95°,副偏角κr′=5°;优化后刀具加工深小孔时轴向力降低了66.90%,径向力降低了53.58%,切向力降低了40.69%;刀具最大颤振变形量降低了41.81%,刀具的轴向最大振幅降低了约44.67%,径向最大振幅降低了约39.84%,切向最大振幅降低了约41.80%;刀具颤振时刀尖位置处于允许尺寸范围内,能够有效提高产品的合格率。 展开更多
关键词 深小孔 微镗削 颤振 有限元分析 刀具角度优化
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激光织构化YT15硬质合金车刀耐磨损性能研究
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作者 陈帅军 张华 裴鑫峰 《激光杂志》 北大核心 2025年第12期208-212,共5页
针对车刀易受切屑的热力综合作用而出现快速磨损的问题,以提高刀具耐磨损性能为目的,采用光纤激光对YT15硬质合金刀片前刀面进行阵列微坑、平行沟槽、垂直沟槽、网格沟槽等4种不同形式的织构化处理。通过45钢棒的断续切削对比试验结合... 针对车刀易受切屑的热力综合作用而出现快速磨损的问题,以提高刀具耐磨损性能为目的,采用光纤激光对YT15硬质合金刀片前刀面进行阵列微坑、平行沟槽、垂直沟槽、网格沟槽等4种不同形式的织构化处理。通过45钢棒的断续切削对比试验结合磨损区域微观检测,研究不同微织构形式对车刀耐磨损性能的影响。结果表明:微织构有容屑作用和散热作用,可有效减少切屑对刀具前刀面的划伤,降低温度;4种微织构形式的车刀前刀面磨损宽度均小于无织构车刀,平行沟槽优于其他3种形式;当平行沟槽尺寸参数为槽35μm,间距100μm,槽深10μm时,车刀前刀面耐磨损性能最好;与无织构车刀相比,前刀面未出现明显破损且微沟槽织构样貌保存较为完好,磨损区域宽度减小30%左右。 展开更多
关键词 激光加工 表面微织构 耐磨损性能 切削刀具
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国产高端装备在航空发动机制造领域应用现状和发展趋势 被引量:2
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作者 陈虎 江世琳 +2 位作者 汤洪涛 宋明山 何豪威 《中国科学院院刊》 北大核心 2025年第5期888-895,共8页
航空发动机被誉为“工业皇冠上的明珠”。随着全球制造业竞争加剧,航空发动机制造领域的高端装备自主可控已成为我国航空制造业走向世界航空强国的重要任务。文章系统梳理了国产五轴机床、拉床、3D打印设备及微孔加工设备的技术发展现... 航空发动机被誉为“工业皇冠上的明珠”。随着全球制造业竞争加剧,航空发动机制造领域的高端装备自主可控已成为我国航空制造业走向世界航空强国的重要任务。文章系统梳理了国产五轴机床、拉床、3D打印设备及微孔加工设备的技术发展现状、关键成果、存在问题及未来方向。国产五轴机床通过结构创新与工艺优化,逐步实现进口替代;国产拉床在智能化与精密加工领域取得突破;3D打印设备在多轴联动与材料多样性方面持续创新;微孔加工设备则通过复合工艺提升加工质量。然而,核心技术依赖进口、工艺标准化不足、智能化水平较低等问题仍制约行业发展。未来需加强自主创新、推动技术集成、完善标准体系,以促进我国高端装备制造业支撑我国航空发动机产业的高质量发展。 展开更多
关键词 五轴机床 拉床 3D打印 微孔加工 航空发动机 智能制造 国产化
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微织构刀具切削航空用铝合金性能研究
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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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基于深度学习的微铣削刀具图像超分辨率重建 被引量:1
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作者 彭圳 李申申 朱锟鹏 《计算机集成制造系统》 北大核心 2025年第4期1228-1236,共9页
在微铣削加工过程中,由于刀具尺寸较小和难以精确定位的特点,导致通过CCD相机获得的刀具图像的分辨率难以应对高精度磨损监测的需求。针对加工现场获得的低分辨率刀具图像,提出一种基于深度学习的单幅图像超分辨率重建网络。该网络采用... 在微铣削加工过程中,由于刀具尺寸较小和难以精确定位的特点,导致通过CCD相机获得的刀具图像的分辨率难以应对高精度磨损监测的需求。针对加工现场获得的低分辨率刀具图像,提出一种基于深度学习的单幅图像超分辨率重建网络。该网络采用交叉残差结构与高效注意力模块,学习高低分辨率图像对之间的映射关系。为增强刀具图像纹理细节重建效果,提出一种融合图像梯度信息的损失函数用于网络训练。与双三次插值以及典型超分辨率网络相比,所提出的网络在保持优异重建速度的前提下,重建的刀具图像纹理更加清晰,峰值信噪比与结构相似性指标得到显著提升,进行磨损值估计的误差显著降低。 展开更多
关键词 微铣削 深度学习 超分辨率 损失函数 刀具监测
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微织构刀具改善难切削合金加工性的表现及机理
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作者 吴致君 《现代制造技术与装备》 2025年第5期180-182,共3页
难切削合金材料如钛合金、镍基高温合金等在传统加工中存在切削力大、切削温度高、刀具磨损快及表面质量差等问题。微织构刀具在改善这些难切削合金材料的加工性方面展现出较大潜力。文章综述了微织构刀具设计与制备方法及在改善这些难... 难切削合金材料如钛合金、镍基高温合金等在传统加工中存在切削力大、切削温度高、刀具磨损快及表面质量差等问题。微织构刀具在改善这些难切削合金材料的加工性方面展现出较大潜力。文章综述了微织构刀具设计与制备方法及在改善这些难切削合金材料加工性方面的表现,主要包括降低切削力、降低切削温度、减少刀具磨损并提升表面质量。微织构刀具改善切削加工性的作用机理主要是增强刀具强度、改变刀-屑接触状态、存储润滑剂及软相承载。 展开更多
关键词 微织构刀具 难加工材料 切削性能
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微量液氮低温冷却切削Ni_(40)Fe_(30)Co_(20)Al_(10)加工表面完整性研究
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作者 王利虎 王海双 +2 位作者 乔阳 刘国梁 王相宇 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第7期68-74,共7页
高熵合金Ni_(40)Fe_(30)Co_(20)Al_(10)在低温下具有高塑性、高强度、高硬度与耐腐蚀等综合优异性能,在航空航天领域应用潜力大。但切削时冷却不足导致切削温度过高,对加工表面破坏严重。针对高熵合金切削温度高的问题,采用微量液氮低... 高熵合金Ni_(40)Fe_(30)Co_(20)Al_(10)在低温下具有高塑性、高强度、高硬度与耐腐蚀等综合优异性能,在航空航天领域应用潜力大。但切削时冷却不足导致切削温度过高,对加工表面破坏严重。针对高熵合金切削温度高的问题,采用微量液氮低温冷却的切削方式,避免了干切削温度过高与大流量液氮冷却局部过冷问题。端面车削试验结果表明,微量液氮低温冷却能提升加工表面质量。研究了不同工况条件下的刀具磨损机理,并基于刀具磨损机理,揭示了冷却条件和切削速度对加工表面完整性的影响规律。高速切削加工时,采用微量液氮低温冷却的方式可显著改善加工表面质量;结合切削温度与切削力的变化,揭示了不同冷却条件、切削速度下加工硬化和硬化层深度的成因。 展开更多
关键词 微量液氮低温冷却 加工表面质量 刀具磨损 表面完整性 高速切削加工
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微织构刀具切削Inconel 718合金的仿真研究
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作者 朱大伟 刘胜 张烨锴 《上海工程技术大学学报》 2025年第2期209-215,共7页
Inconel 718合金是一种典型的难加工材料,在刀具前刀面设计方形、圆形和三角形等不同形状的微织构,分别对Inconel 718合金进行切削仿真和实验研究,探讨微织构形状对Inconel 718合金加工性能的影响,分析切削过程中的材料去除、应力分布... Inconel 718合金是一种典型的难加工材料,在刀具前刀面设计方形、圆形和三角形等不同形状的微织构,分别对Inconel 718合金进行切削仿真和实验研究,探讨微织构形状对Inconel 718合金加工性能的影响,分析切削过程中的材料去除、应力分布、切屑形态以及切削力的变化规律。结果表明,相比普通刀具,微织构刀具可有效降低切削力、减小刀具−切屑接触长度以及改善刀具的摩擦情况。对切削过程中产生二次切削现象进行讨论,分析二次切削的产生机理,通过受力分析提出抑制二次切削的方法,并采用实验和有限元仿真验证了方法的可靠性。 展开更多
关键词 微织构刀具 二次切削 有限元仿真 切削力
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