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复杂刃形陶瓷刀具微波烧结技术研究

中国机械工程 2022年第8期33卷 899-907页

作者：殷增斌朱智勇王子祥袁军堂南京理工大学机械工程学院南京210094

利用微波烧结技术实现了复杂刃形陶瓷刀具的高效制备。仿真研究了微波电场和温度场随试样加载方式的变化规律,实验验证了不同试样加载方式对陶瓷刀具致密度、力学性能和微观结构的影响以及复杂槽型陶瓷刀具的切削性能。研究结果表明,多... 详细信息

利用微波烧结技术实现了复杂刃形陶瓷刀具的高效制备。仿真研究了微波电场和温度场随试样加载方式的变化规律,实验验证了不同试样加载方式对陶瓷刀具致密度、力学性能和微观结构的影响以及复杂槽型陶瓷刀具的切削性能。研究结果表明,多个试样平行横放且处于微波烧结腔中心位置时,试样之间的电场强度均匀、温差小,更有利于多个试样同时达到致密。利用微波烧结技术制备的复杂槽型Al_(2)O_(3)/SiC陶瓷刀具刃形结构完整,具有较好的切削性能。相较于传统平刀面陶瓷刀具,复杂槽型陶瓷刀具的金属去除量提高了近2倍,加工表面粗糙度降低了约33%。基于微波烧结的复杂陶瓷刀具“结构-性能”一体化高效制造技术具有广阔的应用前景。

关键词：陶瓷刀具复杂刃形刀具微波烧结微波电场刀具制造

微波烧结复杂刃形SiAlON陶瓷刀具铣削GH4169高温合金性能研究

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中国机械工程 2023年第7期34卷 770-779,788页

作者：洪东波殷增斌陈为友郑轶彤袁军堂南京理工大学机械工程学院南京210094

针对目前陶瓷刀具结构简单(平刀面为主)、制造效率低等弊端,开展了复杂刃形SiAlON陶瓷刀具微波制造技术研究。通过有限元仿真研究不同刀具结构参数对SiAlON陶瓷刀具铣削GH4169高温合金力和热的影响规律;采用微波烧结技术制造了平刀面和... 详细信息

针对目前陶瓷刀具结构简单(平刀面为主)、制造效率低等弊端,开展了复杂刃形SiAlON陶瓷刀具微波制造技术研究。通过有限元仿真研究不同刀具结构参数对SiAlON陶瓷刀具铣削GH4169高温合金力和热的影响规律;采用微波烧结技术制造了平刀面和复杂刃形SiAlON陶瓷刀具;通过试验研究刀具结构对SiAlON刀具铣削GH4169高温合金性能的影响,确定了SiAlON陶瓷铣刀片的最优结构。结果表明:基于微波烧结的复杂刃形SiAlON陶瓷刀具获得了设计的刀具结构且刀具刃口具有优良的致密性和力学性能;与平刀面SiAlON陶瓷刀具相比,具有复杂刃形的SiAlON陶瓷刀具有更好的耐磨损性能,高速铣削GH4169高温合金刀具寿命提高了约71.4%。

关键词：复杂刃形刀片 SiAlON陶瓷微波烧结刀具结构 GH4169高温合金

面向钛合金切削的硬质合金涂层刀具切削热分配仿真研究

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工具技术 2023年第7期57卷 77-82页

作者：丁志恒黄雷王孝彩袁军堂南京理工大学机械工程学院南京市210094

切削钛合金时会产生大量切削热,研究切削参数、涂层种类及厚度对硬质合金涂层刀具切削热分配的影响可以延长刀具使用寿命,提高加工效率。采用Deform软件对钛合金进行车削模拟,并结合切削热分配的解析法研究得出:切削热分配系数随着切削... 详细信息

切削钛合金时会产生大量切削热,研究切削参数、涂层种类及厚度对硬质合金涂层刀具切削热分配的影响可以延长刀具使用寿命,提高加工效率。采用Deform软件对钛合金进行车削模拟,并结合切削热分配的解析法研究得出:切削热分配系数随着切削速度的增大呈上升趋势,且切削温度也随之升高;切削热分配系数随切削深度的增大却呈下降趋势,即流入切屑的热量降低,但切削温度依旧随着切削深度的增大而上升;对于不同的涂层材料,导热系数越低,切削热分配系数越大;涂层厚度对于切削热分配系数基本无影响,涂层厚度越大,切削温度越高。研究结果可以为选择刀具涂层种类和优化切削参数提供参考。

关键词：钛合金有限元硬质合金涂层刀具切削热分配系数切削温度

碳纤维增强复合材料T型齿槽加工缺陷的形成机制

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复合材料学报 2014年第5期31卷 1127-1133页

作者：苏飞袁军堂程寓南京理工大学机械工程学院南京210094

针对平纹编织碳纤维增强复合材料(CFRP)T型齿槽切出侧最外层纤维在切制过程中产生的缺陷,建立齿槽切出侧最外层纤维的切削模型,采用T型铣刀展开切制齿槽的试验,研究缺陷的形成机制。在切出侧最外层纤维的切削过程中,存在A、B两种情形,... 详细信息

针对平纹编织碳纤维增强复合材料(CFRP)T型齿槽切出侧最外层纤维在切制过程中产生的缺陷,建立齿槽切出侧最外层纤维的切削模型,采用T型铣刀展开切制齿槽的试验,研究缺陷的形成机制。在切出侧最外层纤维的切削过程中,存在A、B两种情形,分别为纬向纤维的切削有经向纤维的支撑和无经向纤维的支撑。结果表明:随着每齿进给量的增大,齿槽切出侧最外层纤维的残余因子基本呈减小趋势,而分层因子呈增大趋势,且残余因子主要经历2次减小,依次包括A情形残余纬向纤维的减少和残余经向纤维的减少;B情形的残余纬向纤维普遍存在于每次试验中,但在A情形纤维被切除的适当每齿进给量区间内,部分B情形纤维能有效被切除;此外,采用细晶粒硬质合金刀具进行齿槽加工的每齿进给量选择在11.22μm/z^15.62μm/z区间内较为合适。试验结果与理论推导所反映的规律基本一致,该研究对每齿进给量的选取和缺陷的抑制具有指导意义。

关键词：碳纤维增强复合材料切削加工缺陷形成机制 T型齿槽

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超声加工TC18钛合金表面完整性试验研究

工具技术 2023年第9期57卷 40-44页

作者：张铁汪振华袁军堂郑侃南京理工大学机械工程学院南京市210094

针对航空钛合金零件精加工后使役性能大幅降低问题,提出基于旋转超声加工的表面强化技术。通过旋转超声铣削试验探究了超声加工工艺参数对钛合金表面粗糙度、表面硬度和残余应力的影响规律,分析了高频低幅的超声振动对钛合金表面质量的... 详细信息

针对航空钛合金零件精加工后使役性能大幅降低问题,提出基于旋转超声加工的表面强化技术。通过旋转超声铣削试验探究了超声加工工艺参数对钛合金表面粗糙度、表面硬度和残余应力的影响规律,分析了高频低幅的超声振动对钛合金表面质量的作用机制。试验结果表明,超声铣削加工过程中主轴转速对钛合金表面完整性影响显著;不同转速下的超声铣削钛合金表面形貌呈现为周期性的鱼鳞状且其表面粗糙度均高于普通铣削钛合金表面粗糙度;超声铣削加工钛合金表面残余应力为压应力,相较于普通铣削,钛合金表面残余应力绝对值提高了25.9%~59.3%;与普通铣削相比,采用超声铣削可以使表面显微硬度提高7.6%~14.3%。

关键词：超声铣削 TC18钛合金主轴转速表面粗糙度残余应力

课程思政建设的推进历程、目标任务与实施案例

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南京理工大学学报（社会科学版） 2023年第4期36卷 22-29页

作者：袁军堂殷增斌南京理工大学机械工程学院江苏南京210094

课程思政指以构建全员、全程、全课程育人格局的形式将各类课程与思想政治理论课同向同行,形成协同效应,把“立德树人”作为根本任务的一种教育理念。系统介绍了全面推进课程思政建设的背景、必要性、重要性,总结回顾了课程思政建设的... 详细信息

课程思政指以构建全员、全程、全课程育人格局的形式将各类课程与思想政治理论课同向同行,形成协同效应,把“立德树人”作为根本任务的一种教育理念。系统介绍了全面推进课程思政建设的背景、必要性、重要性,总结回顾了课程思政建设的推进历程,分析了课程思政建设目标、任务和实施路径。以“武器装备概论”“机械工程导论”两门课程为案例,分享了课程思政元素的挖掘和有机融入教学内容的过程。

关键词：课程思政建设背景推进历程建设目标实施案例

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碳化硅装甲陶瓷的磨削钻孔及机理

硅酸盐学报 2010年第10期38卷 1969-1976页

作者：高超袁军堂宋中权金浩南京理工大学机械工程学院南京210094

碳化硅陶瓷因其高硬度和高脆性,孔加工异常困难。分析了碳化硅装甲陶瓷材料去除时的临界切削厚度以及其对金刚石强研磨性的磨削特性,研制了不同胎体性能的烧结金刚石薄壁钻头以及不同结构的钎焊、电镀钻头,对碳化硅陶瓷进行了磨削钻孔... 详细信息

碳化硅陶瓷因其高硬度和高脆性,孔加工异常困难。分析了碳化硅装甲陶瓷材料去除时的临界切削厚度以及其对金刚石强研磨性的磨削特性,研制了不同胎体性能的烧结金刚石薄壁钻头以及不同结构的钎焊、电镀钻头,对碳化硅陶瓷进行了磨削钻孔实验。分析了轴向压力及主轴转速对加工效率的影响和碳化硅陶瓷的磨削钻孔机理。结果表明:烧结金刚石钻头容易钝化、打滑,加工效率低;钎焊钻头磨损严重;电镀薄壁钻头的加工效率最高,钻头寿命最长,孔加工质量最好,但轴向压力不宜超过800N,主轴转速不宜超过2600r/min。脆性断裂去除是碳化硅陶瓷材料的主要去除方式,磨削表面同时具有脆性断裂和塑性流动的特征。采用双面加工工艺,避免孔出口的崩豁,改善了孔的加工质量。

关键词：碳化硅装甲陶瓷金刚石钻头磨削钻孔钻孔机理双面加工

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钛合金炮口制退器螺纹副承载分布研究

兵器材料科学与工程 2022年第2期45卷 71-76页

作者：罗跃余海伟刘炳义汪振华袁军堂南京理工大学机械工程学院江苏南京210094

以钛合金炮口制退器螺纹副为研究对象,建立炮钢/钛合金螺纹连接的二维轴对称有限元模型,通过Yamamoto方法验证有限元计算结果,研究螺纹牙型角、螺距及螺纹壁厚对螺纹副承载分布的影响。结果表明:螺纹连接结构的最大等效应力随壁厚增大... 详细信息

以钛合金炮口制退器螺纹副为研究对象,建立炮钢/钛合金螺纹连接的二维轴对称有限元模型,通过Yamamoto方法验证有限元计算结果,研究螺纹牙型角、螺距及螺纹壁厚对螺纹副承载分布的影响。结果表明:螺纹连接结构的最大等效应力随壁厚增大而减小,随牙型角及螺距增大先减后增;螺牙应力承载均匀性随螺距及壁厚增大而减小,随牙型角增大,变化趋势不明显。

关键词：炮钢/钛合金螺纹连接有限元分析承载分布

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陶瓷复合装甲的孔加工及机理

硅酸盐学报 2007年第5期35卷 568-573页

作者：郑雷袁军堂李少华南京理工大学机械工程学院南京210094

因组成材料的性能相差迥异,陶瓷复合装甲的加工十分困难。根据其组成材料的加工特性,研制了特定组分(结合剂体积分数为:48%Cu,30%Co,6%Ni,5%WC,5%Ti,4%Sn,2%Cr)的青铜基结合剂烧结金刚石套料钻进行孔加工,采用自来水冷却。通过单因素实... 详细信息

因组成材料的性能相差迥异,陶瓷复合装甲的加工十分困难。根据其组成材料的加工特性,研制了特定组分(结合剂体积分数为:48%Cu,30%Co,6%Ni,5%WC,5%Ti,4%Sn,2%Cr)的青铜基结合剂烧结金刚石套料钻进行孔加工,采用自来水冷却。通过单因素实验,研究了主轴转速以及轴向工作压力对加工效率的影响。按加工机理的不同,钻孔过程可分为3个阶段;研究了钻头的两种打滑现象并初步解释了成因。根据孔口的各种加工缺陷,提出了预压应力钻削法以改善孔口加工质量。结果表明,该加工技术具有实用价值。

关键词：陶瓷复合装甲烧结金刚石钻头加工效率加工机理加工质量