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软固结磨粒群内部磨粒拓扑结构对材料去除的影响

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机械工程学报 2016年第15期52卷 177-183页

作者：计时鸣韦伟金明生曾晰王成湖陈志龙浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室

针对软固结磨粒气压砂轮光整加工新方法,研究气压砂轮软固结磨粒群的内部磨粒拓扑结构对被加工材料去除率的影响规律。建立气压砂轮材料去除机理模型,分析软固结磨粒群在单压缩载荷下内部细观组构参量及力链网络的演化过程,研究了软固... 详细信息

针对软固结磨粒气压砂轮光整加工新方法,研究气压砂轮软固结磨粒群的内部磨粒拓扑结构对被加工材料去除率的影响规律。建立气压砂轮材料去除机理模型,分析软固结磨粒群在单压缩载荷下内部细观组构参量及力链网络的演化过程,研究了软固结磨粒群的宏观力学特征与细观结构演化之间的关系,数值模拟了具有不同拓扑结构的磨粒层与工件接触区域内的应力分布规律。将软固结磨粒气压砂轮用于激光强化自由曲面光整加工实验,得到了磨粒目数及体积配比对材料去除量及表面粗糙度的影响规律,试验结果表明,软固结磨粒气压砂轮可用于激光强化表面的光整加工并获得良好的加工效果。

关键词：气压砂轮软固结磨粒群材料去除率激光表面强化拓扑结构

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TC4钛合金材料铣削加工分析及参数优化

吉林大学学报（工学版） 2024年第4期54卷 917-925页

作者：巩亚东丁明祥李响田近民东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819

为探究加工TC4钛合金材料时铣削加工参数对铣削力及材料去除率的影响规律并寻求最佳参数组合,基于正交实验方法设计实验,采用四刃球头铣刀进行侧铣实验。以铣削速度、每齿进给量、铣削深度和铣削宽度为变量,以铣削力和材料去除率为评价... 详细信息

为探究加工TC4钛合金材料时铣削加工参数对铣削力及材料去除率的影响规律并寻求最佳参数组合,基于正交实验方法设计实验,采用四刃球头铣刀进行侧铣实验。以铣削速度、每齿进给量、铣削深度和铣削宽度为变量,以铣削力和材料去除率为评价指标,基于极差分析法,揭示加工参数对铣削力和材料去除率的影响规律。分别采用灰色关联分析法(GRA)和粒子群优化(PSO)算法进行参数优化,基于回归分析方法建立铣削力预测模型,为PSO做准备。最后,经过试验验证,对两种优化方法进行对比分析,并对预测模型进行验证。结果表明,本文所建立的预测模型可准确高效地对铣削力进行预测,PSO优化效果更好。

关键词：机械制造钛合金铣削力材料去除率灰色关联分析粒子群优化

CBN-WC-10Co复合材料单纤维切削性能

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机械工程学报 2017年第15期53卷 188-200页

作者：毛聪卢继梁昶张明军胡永乐长沙理工大学汽车与机械工程学院长沙410114 长沙理工大学工程车辆轻量化与可靠性技术湖南省普通高等学校重点实验室长沙410114

利用放电等离子烧结技术和电火花线切割技术制备了尺寸为6 mm×0.8 mm×0.8 mm的CBN-WC-10Co复合材料纤维,刃磨后纤维前角为0°、后角为20°、刃口锋利平直,能够将这种CBN-WC-10Co纤维替代传统CBN磨粒并进行有序排布制备成有序化纤维刀... 详细信息

利用放电等离子烧结技术和电火花线切割技术制备了尺寸为6 mm×0.8 mm×0.8 mm的CBN-WC-10Co复合材料纤维,刃磨后纤维前角为0°、后角为20°、刃口锋利平直,能够将这种CBN-WC-10Co纤维替代传统CBN磨粒并进行有序排布制备成有序化纤维刀具。开展了单纤维和单颗CBN磨粒在相同条件下单道切削TC4钛合金的对比试验。结果表明,CBN-WC-10Co单纤维的切削力比(Fn/Ft)、切削比能小,且加工质量可与CBN单颗磨粒相媲美;切削时纤维是以零前角对工件进行切削加工,且纤维的两侧面均与加工表面始终保持相互垂直,工件材料受到纤维的挤压作用而向纤维前端及两侧塑性流动大大减少,切削划痕两侧和切出端的材料堆积现象大为减轻;纤维切削划痕沿着切削方向的材料去除率为98.1%~99.1%,材料堆积率为0.9%~1.9%,而磨粒的材料去除率和材料堆积率分别为-54%~86%和10%~160%,表明纤维的材料去除性能比单颗磨粒的好,因此,可以适当地增大纤维的切削参数来实现材料的高效切削加工。

关键词：单纤维切削 CBN-WC-10Co 切削性能划痕形貌切削力材料去除率

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精密陶瓷球体研磨过程中材料去除模型的研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2014年第2期42卷 74-76,90页

作者：郁炜吕冰海袁巨龙衢州学院电气与信息工程学院浙江衢州324001 浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术重点实验室浙江杭州310014

为了解精密球体研磨过程中材料去除的原理,建立了一种基于三体磨损的磨损模型,用于预测材料去除率(MMRR).理论分析、仿真和实验结果表明:磨损中的精密球体材料去除率不仅与外加载荷和速率的过程参数有关,而且与球、研磨料浓度和加工机... 详细信息

为了解精密球体研磨过程中材料去除的原理,建立了一种基于三体磨损的磨损模型,用于预测材料去除率(MMRR).理论分析、仿真和实验结果表明:磨损中的精密球体材料去除率不仅与外加载荷和速率的过程参数有关,而且与球、研磨料浓度和加工机械的物理性质、几何参数有关.研究还发现:外加非线性负载时,每个球的材料去除与接触面积和磨料划痕有关,并且增加球体滑动对提高材料去除是很重要的.

关键词：陶瓷精密球体三体磨损磨损模型材料去除率

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航发叶片砂碟磨削接触特性及材料去除机理

机械工程学报 2023年第17期59卷 349-360页

作者：段继豪安佳乐吴卓繁淮文博高峰西安理工大学陕西省机械制造装备重点实验室西安710048 西安理工大学工程训练国家级实验教学示范中心西安710048

航空发动机叶片型面曲率复杂变化、薄壁结构加工刚性弱,使其精密磨削接触状态多变、磨具轨迹规划困难,引起加工表面质量一致性差。为实现叶片磨削工艺优化,基于叶片磨削工艺特点分析,开展叶片砂碟磨削工艺接触特性及材料去除机理研究,... 详细信息

航空发动机叶片型面曲率复杂变化、薄壁结构加工刚性弱,使其精密磨削接触状态多变、磨具轨迹规划困难,引起加工表面质量一致性差。为实现叶片磨削工艺优化,基于叶片磨削工艺特点分析,开展叶片砂碟磨削工艺接触特性及材料去除机理研究,利用降维法建立砂碟磨削材料去除率理论模型,通过砂碟磨削接触特性以及材料去除过程仿真研究,揭示了砂碟磨削不同工艺参数对叶片法向接触压力分布、等效法向接触压力、接触面积、接触轮变形及材料去除深度的影响规律,结合砂碟磨削工艺试验,对仿真结果进行验证。研究结果表明,砂碟磨削接触倾角与法向接触压力、接触面积呈负相关,与接触轮最大变形量呈正相关,接触倾角从10°增大到30°,本质使磨具更加锋利,材料去除深度峰值增大约59.78%,有效磨削区域显著降低;随着磨削深度从0.1mm增大至0.3mm,法向接触压力、接触面积及接触轮最大变形量均增大,有效磨削区域显著增大,材料去除深度峰值增大1.57倍,达到0.188mm;接触倾角与磨削深度是影响砂碟磨削材料去除的主要因素,对获得高质量表面并实现磨削工艺控制具有重要的作用。

关键词：航发叶片砂碟磨削接触特性材料去除率

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脆性光学材料的超声磨削实验研究

光学技术 2007年第1期33卷 65-67页

作者：杨鑫宏韩杰才哈尔滨工业大学材料科学与工程博士后流动站哈尔滨150001 哈尔滨工业大学复合材料研究所哈尔滨150001

分别采用超声磨削和普通磨削加工方法加工了几种脆性光学材料,研究了几种主要工艺参数对工件加工表面粗糙度的影响。结果表明,超声频率和振幅、金刚石磨料粒度、切深、工具的横向进给速度和旋转速度等工艺参数对表面粗糙度的影响较大。... 详细信息

分别采用超声磨削和普通磨削加工方法加工了几种脆性光学材料,研究了几种主要工艺参数对工件加工表面粗糙度的影响。结果表明,超声频率和振幅、金刚石磨料粒度、切深、工具的横向进给速度和旋转速度等工艺参数对表面粗糙度的影响较大。通过比较发现,超声磨削方法比普通磨削方法具有更好的加工表面粗糙度,更高的材料去除率,以及更低的工具磨损量。

关键词：脆性光学材料超声磨削表面粗糙度材料去除率磨损量

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硬质合金刀具材料化学机械抛光机理研究

表面技术 2019年第2期48卷 260-267页

作者：袁巨龙毛美姣李敏刘舜胡自化吴锋湖南大学国家高效磨削工程技术研究中心长沙410082 湖南科技大学难加工材料高效精密加工湖南省重点实验室湖南湘潭411201 浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室杭州310014 湘潭大学复杂轨迹加工工艺及装备教育部工程研究中心湖南湘潭411105

目的研究硬质合金刀具材料化学机械抛光(CMP)机理,为改善硬质合金刀具表面质量提供理论支持。方法分析硬质合金刀具材料在酸性抛光液中的化学反应,研究硬质合金刀具材料CMP的化学反应机理。基于接触力学理论计算抛光垫与工件的实际接触... 详细信息

目的研究硬质合金刀具材料化学机械抛光(CMP)机理,为改善硬质合金刀具表面质量提供理论支持。方法分析硬质合金刀具材料在酸性抛光液中的化学反应,研究硬质合金刀具材料CMP的化学反应机理。基于接触力学理论计算抛光垫与工件的实际接触面积和单个磨粒的实际切削面积,在运动学分析的基础上,建立硬质合金刀具材料CMP的材料去除率模型,通过实验验证材料去除率模型的有效性。结果在酸性抛光液中,硬质合金被氧化成Co_3O_4。当工件、抛光垫、磨粒类型、工件安装位置确定时,材料去除率与抛光载荷、磨粒浓度和抛光盘转速有关。常用硬质合金抛光条件下,抛光YG8刀具的修正系数Kcm为8.53,抛光后刀具的最低表面粗糙度能达到48nm,材料去除率为62.381nm/min,材料去除率的理论值和实验值的最大相对误差为13.25%,消除了表面缺陷,获得了较好的镜面效果。结论建立的材料去除率模型具有一定的有效性,对硬质合金刀具材料进行化学机械抛光能消除刀具的表面缺陷,改善表面质量。

关键词：硬质合金刀具化学机械抛光机理化学反应运动轨迹材料去除率

半固着磨具特性对其磨耗和工件材料去除的影响(英文)

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纳米技术与精密工程 2012年第1期10卷 89-94页

作者：邓乾发袁巨龙吕冰海楼飞燕杭伟王志伟特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室(浙江工业大学) 杭州310014 湖南大学国家高效磨削工程研究中心长沙410082

为获得先进陶瓷材料的高效、高精度加工,通过采用新研制的半固着磨具来实现一种半固着磨粒加工技术.制作了以SiC为磨料的不同粒度和磨料浓度的半固着磨具(SFAT),讨论分析了磨料粒度和磨料浓度对半固着磨具特性(剪切强度和表面硬度等)的... 详细信息

为获得先进陶瓷材料的高效、高精度加工,通过采用新研制的半固着磨具来实现一种半固着磨粒加工技术.制作了以SiC为磨料的不同粒度和磨料浓度的半固着磨具(SFAT),讨论分析了磨料粒度和磨料浓度对半固着磨具特性(剪切强度和表面硬度等)的影响.采用所制作的半固着磨具加工单晶硅片,研究半固着磨具的磨耗率和工件材料去除率.初步实验结果表明,磨料粒度#1000和磨料质量分数为65%的半固着磨具的磨具磨耗率最小且工件材料去除率最大.实验结果有助于指导半固着磨具制作.

关键词：半固着磨具(SFAT) 材料去除率磨耗率

基于游离磨粒的化学机械抛光材料去除非均匀性形成机制(英文)

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纳米技术与精密工程 2012年第6期10卷 541-548页

作者：苏建修张学铭刘幸龙刘志响张竹青河南科技学院机电学院新乡453003 河南工业大学机电工程学院郑州450007 河南理工大学机械与动力工程学院焦作454000

本文主要研究硬脆晶体材料化学机械抛光中基片内材料去除非均匀性的形成机理.首先分析了化学机械抛光时抛光机的运动参数对硅片表面上相对速度分布非均匀性、摩擦力分布非均匀性、接触压力分布非均匀性及磨粒运动轨迹密度分布非均匀性... 详细信息

本文主要研究硬脆晶体材料化学机械抛光中基片内材料去除非均匀性的形成机理.首先分析了化学机械抛光时抛光机的运动参数对硅片表面上相对速度分布非均匀性、摩擦力分布非均匀性、接触压力分布非均匀性及磨粒运动轨迹密度分布非均匀性的影响规律.然后通过基片内材料去除非均匀性实验,得出了抛光机运动参数对基片表面材料去除非均匀性的影响.通过比较理论分析与实验结果,基片表面上相对速度分布非均匀性、摩擦力分布非均匀性及接触压力分布非均匀性随转速的变化趋势与基片表面材料去除非均匀性的实验结果相差较大,只有磨粒在基片表面上的运动轨迹分布非均匀性与基片表面材料去除非均匀性的实验结果趋势相同.研究结果表明,基片表面材料去除非均匀性是由磨粒在基片表面上的运动轨迹分布非均匀性造成的,充分说明了基片表面材料去除的机械作用主要是磨粒的机械作用.

关键词：化学机械抛光材料去除机理材料去除率非均匀性磨粒