旋转超声铣削表面微结构成形机理仿真与试验研究

考虑到旋转超声铣削(Rotary ultrasonic milling, RUM)形成的规律性表面微结构在航空航天领域具有广泛的应用前景,开展了旋转超声铣削表面微结构仿真研究。首先建立旋转超声铣削刀尖运动学方程。其次,基于改进型Z-MAP法,利用MATLAB软件进行表面微结构仿真分析,阐明了工艺参数以及主轴误差参数对表面微结构的影响规律。最后,开展旋转超声铣削试验,结果表明仿真模型能准确预测进给方向间距、周向间距等表面微结构特征,验证了仿真的有效性和合理性。     

旋转超声铣削碳/碳复合材料表面三维粗糙度研究

为了改善碳/碳复合材料铣削表面质量,提升其使役性能,开展了旋转超声铣削碳/碳复合材料表面粗糙度的研究。首先研究了端铣表面三维粗糙度Sa、Sq、Sku和Sdr随主轴转速、进给速度、切深和超声电流的变化规律。其次,分析了旋转超声侧铣对不同纤维切角下三维粗糙度的影响特性。最后分别从端铣和侧铣的角度讨论分析了超声振动对表面质量的改善机理。试验结果表明：施加超声场能后端铣表面粗糙度幅度参数Sa和Sq不仅降低了约20%,而且随加工参数的增加,波动性减小,变化趋势更加明显。侧铣时超声振动使得碳/碳复合材料在不同纤维切削角下的Sa和Sq减小了10%～33%。此外,旋转超声铣削表面界面扩展比Sdr在端铣和侧铣中都有较大幅度的减少,最高可达65%,有效减少了碳/碳复合材料表面的空隙和裂纹。     

铣削表面微观几何形貌仿真方法研究

通过表面微观几何形貌仿真,可以预测被加工表面粗糙度,为合理选用切削用量提供科学依据。以常见的球头铣刀、面铣刀、圆柱铣刀为例,研究了铣削表面微观几何形貌仿真建模方法,开发了相应的仿真软件系统。通过仿真分析与实验结果对比,证明所建立的仿真系统是可行、有效的。     

微细铣削加工表面形貌的分形特征

微细铣削加工表面形貌特征的评价与表征对微细切削加工表面的形成机理、加工表面的形成与工艺参数之间的关系等的研究有重要意义。应用分形几何理论,采用盒计数法对微细铣削加工表面形貌进行研究。结果表明:微细铣削表面具有明显的分形特征,其盒计数维数在1.32～1.42之间,说明其加工表面形貌比较复杂,同时证明加工表面轮廓的分形维数D与表面粗糙度Ra没有相关性,进而可以从分形维数D与表面粗糙度Ra两方面对微细铣削加工表面形貌特征进行综合评价。     

光学玻璃精密磨削表层损伤的检测技术

为实现光学玻璃高效低损伤的超精密磨削,须研究加工工艺对表层损伤的影响,发展不同工艺表层损伤的检测技术.在分析光学玻璃磨削损伤层特性的基础上,通过实验分析磨削参数对表层损伤的影响,研究工艺参数对表层损伤的影响规律;然后,采用纳米压入仪表征精磨加工损伤层的力学性能,基于纳米压入仪发展一种小尺度磨削损伤的检测技术.结果表明:...     

超声微铣削加工毛刺成形特性研究

为减少微细切削加工过程中产生的微型毛刺对微型零件成形加工质量的影响,利用双直槽结构矩形六面体超声变幅器对工件施加水平辅助超声振动,在304奥氏体不锈钢板表面进行微沟槽结构超声微铣削成形加工试验,研究不同超声微铣削参数条件下铣削顶部毛刺的成形特性.试验结果表明,工件的水平超声振动使得不锈钢微沟槽顶部毛刺形态由长条形的絮状结构变为连续的片状结构;且随着超声振幅的增大,片状毛刺的高度逐渐减小,呈微细碎片化趋势.工件的水平超声振动还有利于减小微铣削沟槽顶部毛刺的长度,且当每齿进给量略大于刀具最小切削厚度时,毛刺长度的减小最为明显.      

不同晶粒度45#钢超声辅助微铣削实验研究

超声辅助微铣削是在微铣削的加工过程中,对刀具或者工件施加一定频率和振幅的超声振动,改变材料去除机理,改善微铣削的加工特性.文中以45#钢为例研究晶粒度的大小对超声振动辅助微铣削结果的影响,对不同大小晶粒下45#钢进行了超声微铣削实验,分析材料晶粒度的大小对超声辅助微铣削实验结果的影响.通过改变微铣削工艺参数和超声振幅并进行正交实验,重点分析晶粒度的大小对铣削力,加工表面粗糙度和加工工件精度的影响.验证了在相同的工艺参数下微铣削过程中晶粒度较大的材料对应较小铣削力的结论,同时晶粒度较大的材料可以获得更好加工表面质量.      

基于点云的超精密铣削加工三维表面形貌仿真

基于刀刃扫掠点点云方式,提出一种超精密加工三维表面形貌模型.通过对加工部分刀刃在加工过程中的运动学描述,将三维表面形貌用离散点云数据表达.根据加工曲面信息和采样点数目对仿真区域进行划分并建立随动包容盒,对包容盒内数据进行数值分析和空间变换计算以获得工件三维表面形貌.算法仿真与表面轮廓仪测量结果表明：该仿真算法能够表征超精密铣削加工下工件表面双向残留高度特征,并体现出刀具切入相位角对表面形貌的影响,为三维表面形貌超精密加工提供了一种新的思路.     

高速铣削718模具钢表面粗糙度数学模型建立

对718模具钢进行高速铣削试验研究,发现铣削速度v、背吃刀量ap、进给速度vf和径向铣削深度ae对表面粗糙度的影响规律.在正交试验结果的基础上,应用多元线性回归分析方法,建立表面粗糙度的回归数学模型,用F检验法验证模型的显著性.运用极差分析法分析铣削用量各参数对表面粗糙度影响程度:影响最大的是径向铣削深度,其次是铣削速度和背吃刀量,每齿进给量的影响最小.     

高速铣削参数对铝合金零件表面粗糙度的影响

高速切削技术可以降低生产成本,提高零件的表面质量。笔者采用正交实验方法,研究硬质合金刀具高速铣削铝合金材料时,每齿进给量、切削深度、切削速度和行距等铣削参数对零件表面粗糙度的影响。通过对实验数据的直观分析和方差分析,得出了影响零件表面粗糙度大小的主次因素,并确定出较优的铣削参数。结果表明：每齿进给量、切削深度、切削速度和行距分别在0.06 mm/齿、0.6 mm、942.48 m/min和0.05 mm附近取值时,可获得较好的表面质量。该研究为指导企业生产实践提供了的参考依据。     

Dry face milling of titanium alloys

In machining titanium alloys, cutting tools generally wear out very rapidly because of the high cutting temperature resulted from the low thermal conductivity and density of the work material. In order to increase the tool life, it is necessary to suppress the cutting heat as much as possible by applying an abundant amount of coolant, but this will entail serious techno-environmental and biological problems. To study the performance and avoid these limitations, a PVD-coated insert was used to the dry face mill of (α +β) titanium alloys. As a result it was found that the inserts exhibit an excellent cutting performance at low cutting speeds and feed rates, and there is no significant difference in the dominant insert failure mode between the wet and dry cutting in discontinuous cutting.     

氧化锌纳米材料的机械法制备及其光学性能研究

采用滚压振动磨在干法室温状态下大批量制备了氧化锌纳米材料,分别利用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)对样品晶体结构和形貌进行了表征.结果表明,ZnO纳米颗粒平均粒径约为60 nm,材料结晶良好,无杂质.室温下光致发光(PL)谱显示,在390 nm处有近带边紫外发射峰,这属于激子态发光;同时,在510 nm处有较弱的绿光发射峰,而强度最强的是位于648 nm处的红光发射峰,这两种发射属于表面缺陷态发光.UV-Vis吸收光谱表明,产物在紫外区有很强的紫外吸收,吸收峰出现了蓝移现象,这种蓝移验证了材料存在键断裂等表面缺陷态.Raman光谱表明非极性光学声子模位于437.6com-1处,纵向光学模(LO)峰位于583.6 cm-1处.     

钛合金零件带孔面铣削刀具的优化

在零件实际加工过程中,若要达到预期加工效率,则刀具刀片易磨损,加工时的安全性亦得不到保证;调小加工参数虽能满足后者,但加工效率损失很多.为缓解这一矛盾,对带有预钻孔钛合金零件面铣削加工刀具进行优化,在实现稳定切削的同时,加工单件成本节约54.57美元,最终实现这一具体工况下的面铣削刀具的最优化.     

一次走刀磨削等螺旋角铣刀前后刀面的通用算法

在建立了一次走刀磨削小尺寸等螺旋角铣刀前后刀面的数学模型后，将计算几何的分析与综合概念引入传统的啮合理论中；以累加弦长三次参数样条曲线求解过程的通用算法，满足计算机几何设计的需要     

多次走刀时端铣加工优化对策的研究(英文)

以最大生产率和最低成本为目标并考虑各种实际约束，采用详细地优化分析和搜索法相结合的途径。叙述了多次走刀时面铣加工的优化对策。这种优化途径不但能保证全局优化，还能大大减少计算机处理时间，从而使优化对策更为适用。最后的数值模拟研究证实了该优化对策及其相应ＣＡＭ软件的正确性、实用性和优越性     

液压机机体工作台面铣削组合机床

介绍了 Y30、Y4 1型单柱万能液压机机体工作台面铣削专用组合机床 ,分析其加工工艺方案、结构形式、工作循环与控制系统。根据机体零件体形大、自重重的特点 ,采用工件不动、铣削部件移动的布局 ,使机床结构紧凑刚性好 ,加工质量稳定 ,操作调整方便 ,制造成本低 ,效果好 ,适用于液压机机体的多品种、中小批量生产。     

A photorefractive organically modified silica glass with high optical gain

Photorefractive materials exhibit a spatial modulation of the refractive index due to redistribution of photogenerated charges in an optically nonlinear medium. As such, they have the ability to manipulate light and are potentially important for optical applications including image processing, optical storage, programmable optical interconnects and simulation of neural networks. Photorefractive materials are generally crystals, polymers and glasses with electro-optic or birefringent properties and noncentrosymmetric structure. Here we report the photorefractive effect in both non-centrosymmetric and centrosymmetric azo-dye-doped silica glasses, in which refractive index gratings that are spatially phase-shifted with respect to the incident light intensity pattern are observed. The effect results from a nonlocal response of the material to optical illumination, and enables the transfer of energy between two interfering light beams (asymmetric two-beam coupling). Although the writing time for the present grating is relatively slow, we have achieved a two-beam coupling optical gain of 188 cm(-1) in the centrosymmetric glasses, and a gain of 444 cm(-1) in the non-centrosymmetric structures. The latter are fabricated using a corona discharge process to induce a permanent arrangement of azo-dye chromophores.     

表面配体辅助CsPbBr3无机钙钛矿纳米片尺寸与 光学性能调控研究

采用高温热注射法,通过改变辛酸和辛胺等短链配体与油酸和油胺等长链配体的摩尔比X,制备CsPbBr_3无机钙钛矿纳米片.利用透射电子显微镜(TEM),X线衍射仪(XRD),紫外-可见分光光度计(UV)和荧光光度计(PL)对CsPbBr_3纳米片形貌、晶相和光学性能进行表征.分析发现改变X从0.33～0.65变化时,可以有效调控CsPbBr_3纳米片的横向尺寸在290～2 840 nm之间变化.CsPbBr_3纳米片对小于510 nm的光具有较强的吸收,并且横向尺寸越大,对应的吸收峰越高,同时在520 nm处表现出较窄的荧光发射峰,半高宽为17 nm.上述结果分析表明,通过改变短链配体与长链配体的摩尔比X能有效调控纳米片的尺寸,且大尺寸的CsPbBr_3无机钙钛矿纳米片在未来的光电探测器等器件领域具有重要应用前景.     

Fabrication,microstructure, and optical properties of nanocrystalline transparent LAST glass ceramics containing CeO2

In the present research, the effect of CeO2 dopant on the fabrication of transparent lithium aluminosilicate titanate （LAST） glass ceramics was investigated. Nanocrystallineβ-quartz solid solution （s.s.） was observed to be the main phase crystallized in this system. Com-parable refractive indices of the glassy matrix andβ-quartz s.s., as well as the incorporation of very fine grains size were determined as the main reasons for retaining the transparency of the glass ceramics. CeO2 was introduced as a suitable optical agent, playing a role as a network modifier in the glass ceramics, because it does not accelerate the growth process and retards the extended growth of crystals. Optical investi-gations indicate that the Fermi energy level, direct and indirect band gaps, and Urbach energy decrease with increasing nanocrystal content in the glassy matrix of specimens, which can be related to the expansion of conduction band, the enhancement of ionic bonds in the crystal lat-tice, and the enhancement of structural arrangement degree, respectively.     

注塑成型模具硬态铣削表面粗糙度研究

采用AITiN涂层硬质合金球头立铣刀对4Cr5MoSiV1钢的注塑成型模具进行硬态高速铣削研究,通过多因素法正交试验,利用多元线性回归分析法建立模具硬态铣削的表面粗糙度预报模型,经过现场加工实践检验其准确性.分析切削参数对模具零件的表面粗糙度的影响.研究结果表明:在高转速、小切深及合适的进给速度下,模具加工表面质量好,为优化模具硬态铣削的切削参数和加工表面质量的控制提供了较好的依据.