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碳纤维增强树脂基复合材料钻削缺陷研究进展

航空制造技术 2022年第22期65卷 24-33页

作者：徐锦泱上海交通大学上海200240

碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon fiber reinforced polymer,CFRP)以其优异的物理性能和柔性的结构功能在航空领域应用广泛,而钻削是实现CFRP结构件装配连接的关键制造工艺。由于CFRP具有非均质和各向异性特性,其制孔过程涉及复杂的切... 详细信息

碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon fiber reinforced polymer,CFRP)以其优异的物理性能和柔性的结构功能在航空领域应用广泛,而钻削是实现CFRP结构件装配连接的关键制造工艺。由于CFRP具有非均质和各向异性特性,其制孔过程涉及复杂的切屑去除与表面创成机理,极易产生严重的加工损伤。在文献调研的基础上对CFRP切屑去除机理与钻削过程进行简述,然后对CFRP钻孔损伤模式进行分类,重点对CFRP钻孔分层、撕裂、毛刺等缺陷进行综述,阐述了此类缺陷的一般形成机制和评价方法,归纳了工艺条件对CFRP制孔损伤的影响规律。最后,总结了现有CFRP制孔缺陷抑制策略与方法,并指明了其未来发展方向。

关键词：碳纤维增强树脂基复合材料钻削分层撕裂毛刺缺陷抑制

碳纤维增强复合材料/钛合金叠层结构钻削仿真研究

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工具技术 2022年第5期56卷 10-15页

作者：黄秋实徐锦泱林铁宇上海交通大学机械与动力工程学院 200240

碳纤维增强复合材料在航空领域常作为结构材料与钛合金组成叠层结构,能在减轻重量的同时利用两种材料的不同特点获得更优异的综合力学性能。本文应用有限元仿真方法模拟了叠层结构CFRP/Ti在CFRP→Ti和Ti→CFRP两种钻削顺序下的制孔过程... 详细信息

碳纤维增强复合材料在航空领域常作为结构材料与钛合金组成叠层结构,能在减轻重量的同时利用两种材料的不同特点获得更优异的综合力学性能。本文应用有限元仿真方法模拟了叠层结构CFRP/Ti在CFRP→Ti和Ti→CFRP两种钻削顺序下的制孔过程,探究了不同钻削顺序对叠层结构钻削应力、钻削温度及制孔质量的影响规律。结果表明,在CFRP→Ti钻削顺序下叠层界面制孔质量更高,更能满足实际生产要求。

关键词：碳纤维增强复合材料钛合金叠层结构有限元仿真钻削质量

基于干切削与MQL的稀土镁合金铣削性能对比研究

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工具技术 2023年第5期57卷 12-17页

作者：李林峰徐锦泱郭国强陈明上海交通大学上海航天精密机械研究所

本文在干切削与微量润滑(MQL)条件下对GW63K稀土镁合金开展铣削试验,分析不同铣削参数与冷却条件对GW63K镁合金铣削力和铣削温度的影响规律,并对已加工表面的形貌与表面质量进行研究。结果表明:在两种冷却条件下,增大切削速度和每齿进... 详细信息

本文在干切削与微量润滑(MQL)条件下对GW63K稀土镁合金开展铣削试验,分析不同铣削参数与冷却条件对GW63K镁合金铣削力和铣削温度的影响规律,并对已加工表面的形貌与表面质量进行研究。结果表明:在两种冷却条件下,增大切削速度和每齿进给量都会导致GW63K镁合金的铣削合力增加,且每齿进给量的影响更为显著;在MQL条件下,镁合金铣削合力较干切削有所上升;稀土镁合金的铣削温度亦随切削速度与每齿进给量的增大而上升;在干切削条件下,稀土镁合金的铣削温度较高。此外,每齿进给量对GW63K镁合金的已加工表面质量影响显著,而MQL有助于降低已加工表面粗糙度,提高表面质量。综上所述,采用MQL冷却方式,同时选取较低的每齿进给量与较高的切削速度,有助于提高GW63K镁合金的铣削性能。

关键词：镁合金微量润滑铣削力表面质量切削加工性

不同烧结工艺下3Y-TZP陶瓷的铣削性能研究

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工具技术 2022年第2期56卷 25-29页

作者：李照寅徐锦泱冀敏李林峰上海交通大学机械与动力工程学院上海市200240 上海交通大学上海市200240

本文对不同烧结温度下的预烧结3Y-TZP陶瓷开展铣削试验,分析了不同铣削参数对3Y-TZP陶瓷铣削力、铣削温度的影响规律,并对切屑形态和已加工表面质量进行了研究。结果表明:3Y-TZP陶瓷的切削性能随预烧结温度显著变化,在1100℃及以下,已... 详细信息

本文对不同烧结温度下的预烧结3Y-TZP陶瓷开展铣削试验,分析了不同铣削参数对3Y-TZP陶瓷铣削力、铣削温度的影响规律,并对切屑形态和已加工表面质量进行了研究。结果表明:3Y-TZP陶瓷的切削性能随预烧结温度显著变化,在1100℃及以下,已加工表面的凹坑缺陷较严重;在1300℃及以上时,因铣削力和铣削温度过高而不再适合切削加工;预烧结温度为1200℃时可获得最好的切削性能。在任何预烧结温度下,增大主轴转速和每齿进给量都会增大铣削力和铣削温度,且每齿进给量的影响更大。

关键词：氧化锆陶瓷烧结工艺铣削力铣削温度切削性能

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高速铣削TC6钛合金的刀具磨损机理

上海交通大学学报 2012年第7期46卷 1037-1042页

作者：徐锦泱郑小虎安庆龙陈明上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

通过物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)涂层硬质合金刀具对α+β相钛合金TC6进行高速铣削加工,研究了PVD与CVD刀具在铣削TC6钛合金过程中的刀具磨损形态和磨损机理.结果表明:在相同的切削条件下,PVD涂层刀具后刀面磨损量更小,刀具... 详细信息

通过物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)涂层硬质合金刀具对α+β相钛合金TC6进行高速铣削加工,研究了PVD与CVD刀具在铣削TC6钛合金过程中的刀具磨损形态和磨损机理.结果表明:在相同的切削条件下,PVD涂层刀具后刀面磨损量更小,刀具寿命更长,更适合TC6钛合金的加工.其前刀面主要发生黏结磨损和氧化磨损,后刀面则为边界磨损,由于前刀面黏结磨损和后刀面边界磨损对切削刃的弱化作用,使得主切削刃发生了微崩刃.CVD涂层刀具寿命较短,其前刀面主要发生初期微崩刃和随之而来的月牙洼磨损以及黏结磨损;后刀面则为磨粒磨损,失效形式为涂层剥落.

关键词： TC6钛合金高速铣削涂层刀具磨损机理

基于SPH方法的氧化锆陶瓷正交切削仿真研究

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工具技术 2023年第9期57卷 103-109页

作者：刘松恺张午阳徐锦泱李林峰冀敏上海交通大学机械与动力工程学院上海市200240

为深入研究氧化锆陶瓷切削加工质量的影响因素并揭示其切削去除机理,开展基于光滑质点流体动力学(SPH)方法的氧化锆陶瓷正交切削仿真研究,模拟材料去除时的大变形行为,揭示了裂纹发展和切屑形成过程。结果表明:脆延转变取决于切削深度,... 详细信息

为深入研究氧化锆陶瓷切削加工质量的影响因素并揭示其切削去除机理,开展基于光滑质点流体动力学(SPH)方法的氧化锆陶瓷正交切削仿真研究,模拟材料去除时的大变形行为,揭示了裂纹发展和切屑形成过程。结果表明:脆延转变取决于切削深度,临界转变深度为0.75~1.00μm,其裂纹形式存在明显差异;切屑形态主要分为不连续带状和崩脆粉末状,延性去除时材料变形量与切削深度和切削速度正相关,脆性去除时稳定于极大值;切削力与切削深度正相关,但仅在延性去除时与切削速度正相关,脆性去除时切削力的时序分布与裂纹的发展密切相关。

关键词：光滑质点流体动力学氧化锆陶瓷切削仿真切削机理

基于OBE理念与双PBL模式的混合式课程设计与实践

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高教学刊 2023年第32期9卷 26-31页

作者：徐锦泱沈家欣陈明上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

该文基于OBE理念和双PBL教学模式,让工程问题驱动学习和项目式教学贯穿混合式课程授课全过程,构建以“学生为中心、成果为导向”的授课策略;应用“科研+教学”模式引入最新成果,培养学生高阶学习能力,凸显新工科产学研融合的课程设计理... 详细信息

该文基于OBE理念和双PBL教学模式,让工程问题驱动学习和项目式教学贯穿混合式课程授课全过程,构建以“学生为中心、成果为导向”的授课策略;应用“科研+教学”模式引入最新成果,培养学生高阶学习能力,凸显新工科产学研融合的课程设计理念和高阶思维锻炼;采用“课前、课堂、课后”三阶段贯通模式进行课程教学设计,强化课程项目实施的全过程化,培养学生工程实践能力和解决实际问题的能力,进而提高课程教学质量。结果表明,基于OBE理念和双PBL模式的混合式课程设计可有效提高学生学习的主动性与积极性,促进其高阶思维锻炼与科研能力培养,学生综合素质提升明显,教学质量得到大幅提高。

关键词： OBE理念双PBL教学模式混合式教学课程设计教学改革

难加工材料微量润滑及低温辅助切削加工技术研究

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工具技术 2022年第7期56卷 18-25页

作者：安庆龙韦靖高斌党嘉强徐锦泱明伟伟陈明上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海交通大学机械与动力工程学院上海市200240 航空工业庆安集团有限公司

随着绿色制造已成为世界制造业未来的发展趋势,清洁切削是实现机械加工环境、操作人员和生产资源和谐发展的有效途径。本文综述了近年来上海交通大学在难加工材料微量润滑及低温辅助加工技术方面的研究,概括了微量润滑和低温辅助等清洁... 详细信息

随着绿色制造已成为世界制造业未来的发展趋势,清洁切削是实现机械加工环境、操作人员和生产资源和谐发展的有效途径。本文综述了近年来上海交通大学在难加工材料微量润滑及低温辅助加工技术方面的研究,概括了微量润滑和低温辅助等清洁加工方式在典型难加工材料中的应用可行性及效果,具体内容主要包括:阐述了微量润滑及低温辅助切削加工的工作原理;采用有限元方法对微量润滑流场分布进行仿真,获取了工作参数对冷却润滑效果的作用规律;表征了不同微量润滑和低温辅助过程中的刀-屑摩擦磨损特性;系统研究了冷却润滑条件对不同难加工材料加工过程中切削和刀具磨损机理的作用,揭示了低温辅助和微量润滑环境对典型难加工材料切削性能的改善机制;研究了不同加工方式冷却润滑条件对加工表面完整性创成的影响。

关键词：微量润滑低温辅助摩擦学特性切削性能表面完整性

碳纤维复合材料与叠层结构切削加工理论及应用技术

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