摘要：设计盘铣开槽实验以测量盘铣切削钛合金时的切削力和切削温度,以切削力和切削温度实验为基础,分析不同切削条件下的表面粗糙度、表面形貌、残余应力、显微组织和显微硬度。结果表明:铣削表面中心处的粗糙度值小于边缘处,粗糙度值随着主轴转速的增加而减小,随着切削深度和进给速度的增加而增大。铣削表面和次表面均出现残余压应力,随着深度的增加,残余压应力逐渐减小为零。在切削力的作用下,晶粒沿进给方向发生明显的拉伸变形,α相从初始等轴态拉伸为长片状。随着切削温度的升高,塑性变形区的金相组织发生改变,当切削温度达到β相转变温度时,金相组织从初始等轴态转变为全片层组织。热力耦合作用使得已加工表面和次表面硬度值升高。

摘要：为探索低速盘铣钛合金时铣削参数与加工表面残余应力的关系,设计完成了铣削速度、切削深度、进给速度三因素三水平的正交实验。实验结果表明,在所选用切削参数范围内,已加工表面残余应力均表现为压应力,铣削速度的变化对其影响最显著,进给速度次之,切削深度影响最小。提出将支持向量机回归技术应用于工艺参数优化,建立了盘铣加工钛合金表面残余应力的支持向量机模型,并通过实验以及与指数型回归经验模型的对比,验证了该方法的实用性和合理性。

摘要：针对盘铣开槽过程中材料去除率大、刀具磨损严重、塑性变形明显等问题,采用正交实验法设计三因素三水平的钛合金盘铣开槽加工实验。基于灰色关联分析将多目标优化转化为单目标优化,利用主成份分析确定材料去除率、刀具寿命、残余应力层厚度对灰色关联度的影响权重。通过对试验数据的回归分析,建立灰色关联度与工艺参数的二阶预测模型。基于各工艺参数对材料去除率、刀具寿命、残余应力层厚度和灰色关联度的影响规律分析,确定盘铣工艺参数优化方案。利用响应曲面进行工艺参数优化问题求解并进行盘铣开槽实验,结果表明:该优化方法获得的工艺参数组合可在满足刀具寿命和残余应力层厚度的基础上最大限度的提高材料去除率。

摘要：为获取WC-Co硬质合金在动态拉伸加载下的力学性能和失效机制,设计了动态平台巴西劈裂试验。结果发现,WC-Co硬质合金具有典型的弹脆性特征,且断裂应变随着加载应变率的增加而略有增加。在一维应力波加载下,WC-Co硬质合金的动态抗拉强度随应变率的增加而增加,表明其应变率效应具有明显的正相关性,该效应的产生机制与典型陶瓷类材料是一致的,即由I型裂纹的亚临界扩展决定。对回收破碎试样进行微观形貌观察,发现平台圆盘中间位置处微观断裂模式主要为沿晶断裂,且在拉应力作用下形成韧窝断裂形貌;在靠近加载点位置区域,受多向应力作用,材料不仅存在韧窝断裂,在单个晶粒的局部劈裂表面还存在河流花样的解理断裂。宏观角度上,WC-Co硬质合金表现出明显的脆性特征,但微观角度却发现有局部塑性变形特征。

摘要：活塞是内燃机的关键零部件,外形一般为中凸变椭圆形,横截面为椭圆形,其中横截面是加工中的难点。在单刀架进给机构的基础上,设计了双刀架进给机构,分别为四工位刀架和直线刀架。直线刀架由高频率的直线电机驱动,进行活塞横截面的车削加工。最后将Matlab工具处理的活塞数据与活塞加工软件处理的数据对比,证明基于双刀架进给机构的数控车削技术能满足活塞加工的精度要求,从而解决了单刀架进给机构进给频率低,加工平稳性差的问题。

摘要：针对整体叶盘高效强力复合铣床的关键零部件刚性,运用有限元分析方法,分析其盘铣立柱的动、静态特性。提取立柱的3种典型元结构,结合盘铣切削条件,运用变量分析技术,并以元结构的出砂孔形状、尺寸、孔数和筋板作为优化对象,以固有频率和刚度为优化目标,以整体质量为约束条件,提高立柱的刚度质量比。根据获得的3种最优元结构对立柱重构建模,优化后的立柱结构方案与原方案相比,质量减轻(11.2%),固有频率(一阶固有频率增加28.4%)和刚度(整体变形减小38.5%)明显提高。

摘要：针对目前预测刀具寿命的方法存在精度不高、受试验数据限制等缺点,提出了用灰色系统理论预测刀具寿命。首先,设计整体叶盘盘铣开槽加工试验,采用表面质量测量仪测量盘铣刀后刀面磨损增长量,根据试验测量的后刀面磨损增长量绘制刀具寿命曲线。然后,选取刀具寿命曲线正常磨损阶段的有限组数据组成时间序列,采用灰色系统理论,建立关于刀具寿命的预测模型。预测结果表明:以灰色系统理论建立的盘铣刀寿命预测模型,预测值与试验值的相对残差均在5.0%以内,模型精度为98.26%,满足工程需要,可用于盘铣开槽加工过程中刀具寿命的预测。

摘要：在整体叶盘盘铣开槽过程中,铣削力大和铣削温度高对刀具磨损造成不利影响。不合理的刀具结构不仅会降低刀具寿命,也影响切削效率。为了优化刀具结构,设计V1.0和V2.0两种不同的刀片来进行一系列对比试验,利用聚焦离子/双束系统观察刀片的磨损和破损形貌,并测量后刀面磨损增长量,利用ABAQUS软件分析V1.0刀片和V2.0刀片的受力情况。试验结果表明,V2.0刀片相比于V1.0刀片可有效改善粘刀、崩刃和磕刀现象,刀具寿命显著提高,而且V2.0刀片更换更方便快捷,刀片利用率提高50%以上。

摘要：整体叶盘盘铣开槽加工过程中铣削力大,铣削温度高,会在加工表面表成较深的残余应力层,对零件的疲劳寿命造成严重影响。为提高零件的疲劳寿命,本文以钛合金试块为研究对象,利用残余应力测试分析系统测量表面残余应力,利用拨层法测量次表面的残余应力,采用线性回归技术建立残余应力预测模型,并利用极差分析法分析工艺参数对残余应力的影响规律。试验结果表明:盘铣表面均为压应力,且轮毂面上的残余应力大于叶盆叶背面上的残余应力,均由挤光效应引起;回归预测模型的显著性水平为0. 01,其回归效果良好;各因素对σAx、σAy(σAx、σAy分别表示轮毂面x、y方向残余应力)的影响程度依次为主轴转速>进给速度>切削深度;对σBx(σBx表示叶盆叶背面x方向上的残余应力)的影响程度依次为主轴转速>切削深度>进给速度;残余应力纵向均为压应力,轮毂面上的分布深度为230~270μm,叶盆叶背面上的分布深度为170~175μm。

摘要：通过盘铣、插铣实验,验证了盘铣应用于整体叶盘加工的可行性,在此基础上提出整体叶盘复合铣加工工艺,将盘铣、插铣、侧铣集成于一台机床上,盘铣用于开槽粗加工、插铣用于曲面成形、侧铣用于除棱清根,实现一次装夹完成整体叶盘的粗加工、半精加工、精加工。以某发动机一级风扇盘开槽粗加工为例,通过UG仿真复合铣、插铣+侧铣、侧铣三种工艺过程,计算出三种工艺的加工时间,计算结果表明复合铣工艺的加工效率是插铣+侧铣的2倍,是侧铣工艺的10倍左右,验证了复合铣工艺的高效性。基于复合铣工艺思想,设计了复合铣机床的整体结构,由高刚性、大扭矩的盘铣、插铣主轴系统实现整体叶盘的复合铣加工,以满足加工的要求。