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圆弧刃刀具微细非自由切削参数建模与预报

农业机械学报 2010年第3期41卷 204-208页

作者：刘志兵王西彬方泽平北京理工大学先进加工技术国防重点学科实验室北京100081

非自由切削是影响微细切削加工的重要效应之一。针对微细切削条件下刀具圆弧刃区切削干涉作用显著增强的特点,通过单元刀具之间切削干涉对切屑流动方向的影响分析,建立了圆弧刃刀具的排屑方向干涉模型。应用Stab ler法则和最小能量耗散... 详细信息

非自由切削是影响微细切削加工的重要效应之一。针对微细切削条件下刀具圆弧刃区切削干涉作用显著增强的特点,通过单元刀具之间切削干涉对切屑流动方向的影响分析,建立了圆弧刃刀具的排屑方向干涉模型。应用Stab ler法则和最小能量耗散原理确定出圆弧刃刀具作纵向进给的切屑流动方向、等效切削刃、流屑角和非自由系数。选取不同进给量和切削深度的组合对以上非自由切削特征参数进行了数值预报,预报结果可用于微细切削非自由状态的评价和改善,以及切削用量的合理匹配。

关键词：微细切削非自由切削最小能量耗散等效切削刃非自由系数流屑角

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斜圆柱结构的新型微细球端铣刀的设计与制造

机械工程学报 2015年第21期51卷 185-190页

作者：方泽平刘志兵何理论王西彬焦黎北京理工大学先进加工技术国防重点学科实验室北京100081

针对微细切削刀具的特点与应用需求,设计一种斜圆柱结构的新型微细球端铣刀,将铣刀球端刀刃复杂的空间曲线转化为易加工的平面曲线。根据所设计铣刀的几何结构特征,从制造工艺方面进行刀具结构的调整,分析刀具的刃磨成形原理,并在微细... 详细信息

针对微细切削刀具的特点与应用需求,设计一种斜圆柱结构的新型微细球端铣刀,将铣刀球端刀刃复杂的空间曲线转化为易加工的平面曲线。根据所设计铣刀的几何结构特征,从制造工艺方面进行刀具结构的调整,分析刀具的刃磨成形原理,并在微细刀具数控刃磨机上完成该刀具的制作。通过与传统螺旋槽球端铣刀和椭圆柱刃型球端铣刀的切削性能对比试验,研究所设计刀具的切削性能。试验结果表明,所设计的微细球端立铣刀在显著降低刀具制备难度的同时,具有较高的切削刃强度,能够满足硬脆性材料的微细切削要求。

关键词：微细立铣刀刀具设计刀具刃磨切削性能

微细铣削振动信号特征参数的主成分分析(英文)

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纳米技术与精密工程 2010年第3期8卷 269-274页

作者：刘志兵王西彬方泽平北京理工大学先进加工技术国防重点学科实验室北京100081

铣削振动是描述微细铣削加工状态的重要特征参数. 利用微小型车铣加工中心、压电加速度计和多通道电荷放大器建立了微细铣削振动测试系统,分别提取了不同铣削方式和铣削转速条件下微细铣削振动信号的时域特征参数和频域特征参数. 针对... 详细信息

铣削振动是描述微细铣削加工状态的重要特征参数. 利用微小型车铣加工中心、压电加速度计和多通道电荷放大器建立了微细铣削振动测试系统,分别提取了不同铣削方式和铣削转速条件下微细铣削振动信号的时域特征参数和频域特征参数. 针对特征参数数量繁多且变化趋势不一致的特点,引入主成分分析方法,利用主成分分别对时域和频域特征参数进行替换,定量描述出振动信号的能量和差异,以及主频带位置和能量分散程度之间的关系. 分析结果表明,通过时域与频域特征参数主成分的综合运用,应用较少的参数即可描述微细铣削振动信号的主要特征,显著降低了原始数据维数; 主成分分析结果可用于铣削方式和铣削转速等微细铣削加工参数的优化.

关键词：微细铣削振动信号时域参数频域参数主成分分析

基于Timoshenko梁理论的微细立铣刀动力学建模

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振动与冲击 2014年第23期33卷 111-115页

作者：方泽平王西彬刘志兵陈明徐宗伟北京理工大学先进加工技术国防重点学科实验室北京100081 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 天津大学精密测量技术与仪器国家重点实验室天津300072

应用Timoshenko梁理论综合考虑了微细立铣刀特殊结构及其高转速工况引起的剪切效应和惯性效应,建立了微细立铣刀悬伸部分的动力学模型;分析了所建立的模型的收敛性问题,通过试验验证了模型的准确性,并与欧拉梁理论计算结果和有限元软件... 详细信息

应用Timoshenko梁理论综合考虑了微细立铣刀特殊结构及其高转速工况引起的剪切效应和惯性效应,建立了微细立铣刀悬伸部分的动力学模型;分析了所建立的模型的收敛性问题,通过试验验证了模型的准确性,并与欧拉梁理论计算结果和有限元软件仿真结果比较,证明了模型的适用性;利用建立的微细立铣刀动力学模型,研究了微细立铣刀刀头直径、刀头部分长径比和刀颈半锥角等刀具结构参数对刀具固有频率的影响。模型可用于微细立铣刀的参数化设计和优化,改善其动力学特性。

关键词：微细立铣刀动力学建模 Timoshenko梁固有频率

基于自适应采样距离场的车铣复合加工中刀具—工件接触几何计算

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计算机集成制造系统 2014年第9期20卷 2186-2193页

作者：陈圣泽刘志兵王西彬何理论方泽平北京理工大学机械与车辆学院北京100081

基于自适应采样距离场提出了对车铣复合加工中刀具—工件接触几何的计算方法。针对车铣复合加工中典型的运动形式,分析了加工过程中刀具—工件接触几何的特性。采用八叉树边界体积结构对初始工件的距离场进行自适应采样,并计算采样点在... 详细信息

基于自适应采样距离场提出了对车铣复合加工中刀具—工件接触几何的计算方法。针对车铣复合加工中典型的运动形式,分析了加工过程中刀具—工件接触几何的特性。采用八叉树边界体积结构对初始工件的距离场进行自适应采样,并计算采样点在扫掠体积的距离场中对应的距离值,通过对上述各个采样点处对应的两个距离值进行布尔运算确定加工中工件的距离场并对其进行重建。采用三线性插值法计算运动中刀具的表面采样点到加工中工件的距离,根据距离值判定接触区域内的点,由这些点即可获得刀具—工件接触的相关参数。对所研究方法得到的刀具—工件接触几何所得的刀具—工件接触的对比结果表明,所研究的内容为车铣加工中刀具—工件接触的计算提供了一种高效率高精度的方法。

关键词：刀具—工件接触车铣复合加工自适应采样距离场扫掠体积

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新型微细球端铣刀几何建模与优化设计

北京理工大学学报 2013年第8期33卷 783-787页

针对微细切削刀具的应用需求,在Aoyama等设计的椭圆柱球端铣刀的基础上,提出了一种简化结构的新型微细球端立铣刀的优化设计方案.应用微分几何方法对此类刀具结构进行数学建模,依据ISO刀具角度定义计算其静态工作角度,分析所设计刀具的... 详细信息

针对微细切削刀具的应用需求,在Aoyama等设计的椭圆柱球端铣刀的基础上,提出了一种简化结构的新型微细球端立铣刀的优化设计方案.应用微分几何方法对此类刀具结构进行数学建模,依据ISO刀具角度定义计算其静态工作角度,分析所设计刀具的切削能力;根据建立的数学模型进行刀具制备过程的分析,确定最终的刀具优化结构与制备工艺.所设计的微细球端立铣刀能够提高微细切削刀具切削部分的结构强度,同时显著降低刀具制备的难度.

关键词：椭圆柱球端铣刀几何建模微细切削刀具

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一种叉耳连接结构的刚度和强度分析

机械强度 2018年第1期40卷 238-241页

作者：王聪伟方泽平牛飞田伟枫梁祖典中国运载火箭技术研究院北京100076

叉耳连接结构是一种广泛应用于导弹尾翼连接的结构形式。主要针对某次尾翼静力试验中该类结构在刚度和强度方面出现的问题,建立了等效简化有限元模型,系统分析了螺栓布局、被连接件刚度匹配、螺栓/螺栓孔间隙以及螺栓预紧力对叉耳连接... 详细信息

叉耳连接结构是一种广泛应用于导弹尾翼连接的结构形式。主要针对某次尾翼静力试验中该类结构在刚度和强度方面出现的问题,建立了等效简化有限元模型,系统分析了螺栓布局、被连接件刚度匹配、螺栓/螺栓孔间隙以及螺栓预紧力对叉耳连接刚度、承载能力的影响。最后,根据分析结果,结合产品工艺性,对原叉耳结构进行了改进,并通过仿真验证了结果的正确性。

关键词：叉耳尾翼连接连接刚度承载能力

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微小型齿轮加工技术

机械传动 2011年第5期35卷 72-75页

作者：石文天刘玉德方泽平李银宾北京工商大学机械工程学院北京100048 北京理工大学先进加工技术国防重点学科实验室北京100081 青岛港湾职业技术学院山东青岛266404

微小型齿轮是微机电系统的主要零部件,其加工工艺是微机电系统的重要技术。总结并分析了微小型齿轮加工的各种工艺方法,包括LIGA和准LIGA、WEDM工艺、微塑性成形、微刻蚀加工、微细切削加工等方法,介绍了各种方法加工微小型齿轮的研究成... 详细信息

微小型齿轮是微机电系统的主要零部件,其加工工艺是微机电系统的重要技术。总结并分析了微小型齿轮加工的各种工艺方法,包括LIGA和准LIGA、WEDM工艺、微塑性成形、微刻蚀加工、微细切削加工等方法,介绍了各种方法加工微小型齿轮的研究成果,并指出了其适用范围及优缺点。微细切削微小型齿轮的加工技术又分为微细成形铣削和微细滚削加工,对应齿轮的仿形加工和范成加工方法,与其他加工方法相比,微细切削尤其是微齿轮的滚削加工,具有加工精度高、效率高、成本低、材料适用范围广等优点,更易实现零件批量柔性化的需求。

关键词：微小型齿轮微细切削微小型加工工艺成形铣削滚齿加工

氧化铁含量对石墨烯/CNTs增强陶瓷涂层性能的影响

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材料保护 2018年第7期51卷 15-19页

作者：方泽平赵永武倪自丰秦卢梦徐晓燕江南大学机械工程学院江苏无锡214122

为了得到一种性能优异的低温固化复合陶瓷涂层,以石墨烯和多壁碳纳米管(CNTs)为增强相,与氧化铝、氧化锌、氧化锆和氧化铬按一定比例制成骨料,加入催化剂氧化铁,与粘接剂混合充分,手工涂覆于304不锈钢表面制得一种低温固化复合陶瓷涂层... 详细信息

为了得到一种性能优异的低温固化复合陶瓷涂层,以石墨烯和多壁碳纳米管(CNTs)为增强相,与氧化铝、氧化锌、氧化锆和氧化铬按一定比例制成骨料,加入催化剂氧化铁,与粘接剂混合充分,手工涂覆于304不锈钢表面制得一种低温固化复合陶瓷涂层。通过示差扫描量热法(DSC)、红外光谱技术(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)以及能谱仪(EDS)对复合陶瓷涂层的热力学参数、表面形貌以及纳米颗粒的分散性进行了表征,研究了不同含量氧化铁对涂层的显微硬度、断裂韧性以及摩擦学性能的影响。结果表明:复合陶瓷涂层制备工艺简单,结构紧密,纳米颗粒的分散性较好;涂层的显微硬度和断裂韧性随着氧化铁含量的增加先增加后减少,当氧化铁含量为3%时,达到最佳;涂层的摩擦系数随着氧化铁含量的增加先增加后减少然后保持不变,当氧化铁含量为4%时涂层摩擦系数最小,摩擦学性能达到最好。

关键词：氧化铁石墨烯/CNTs增强陶瓷涂层力学性能摩擦学性能