硬质合金刀具高速切削7075铝合金表面粗糙度预测模型

为提高金属切削加工后工件表面质量，课题组将切削速度vc、进给量f、背吃刀量ap及刀尖圆弧半径R这4个因素结合起来，分析各个因素对工件表面粗糙度的影响。首先，设计了正交方案并进行切削试验，用极差法分析正交试验结果；其次，根据正交试验数据，采用多元非线性回归方程建立了表面粗糙度预测模型；最后，进行了离差平方和显著性检验以及模型试验验证。结果表明：4个因素对表面粗糙度的影响程度为f＞R＞vc＞ap；该预测模型高度显著，且通过试验进行了验证，对比得出其误差率低于6%，可以准确地预测铝合金表面粗糙度。该模型为硬质合金切削Al7075 T6铝合金时，切削参数的合理选择提供了依据；为研究硬质合金切削Al7075 T6铝合金表面粗糙度提供了一种便捷的方法。     

1.2085葛利兹模具钢高速铣削参数的正交实验优选

针对饮料瓶吹塑模型腔在表面粗糙度方面的要求较高,精加工质量与多个因素相关的情况,提出采用正交实验 方法对加工过程中的切削速度、进给量、径向切削深度、轴向切削深度等要素进行评估,建立加工表面粗糙度与各工艺参 数之间的对应关系,从而确定影响加工质量的主要因素及其规律。研究结果表明,径向切削深度和轴向切削深度是影响 零件表面粗糙度的主要因素,而切削速度和进给量对表面质量的影响相对较小。实验结果有助于生产企业优化工艺参 数、提高生产效率。     

液滴撞击热多孔介质表面的数值模拟

为了探究液滴撞击热多孔介质表面的热流耦合问题，笔者建立了三角锯齿模型来表征多孔材料的表面粗糙度，运用二维轴对称模型来简化三维问题的计算。运用流体体积法(volume of fluid，VOF)来追踪液滴变形过程中两相界面的变化，运用RNG k epsilon模型来计算湍流的影响。研究结果表明：液滴的We数越大，润湿能力越强，多孔材料的降温效果也越好；多孔材料表面温度Tp越高，液滴的渗透能力越强，多孔材料的降温效果也越好；液滴比热容cp越小，液滴的渗透能力越强，但对多孔材料的降温效果越差；多孔材料表面粗糙度Ra越大，液滴润湿能力越差，但对多孔材料的降温效果增加。该研究成果对多孔介质表面湿润、渗流及传热热有一定的参考意义。     

外圆磨削18CrNiMo7-6表面完整性研究

采用CBN砂轮对渗碳钢18CrNiMo7-6进行不同工艺参数下的外圆磨削,并借助三维形貌测量系统、残余应力测试仪以及显微硬度计分别对表面粗糙度、三维表面形貌、残余应力和显微硬度进行测量,探究不同外圆磨削工艺参数对表面完整性的影响规律。研究结果表明:在以砂轮线速度v_s为单因素变量研究时,v_s=16. 89 m/s(4 300 r/min)下表面粗糙度最优;在以工件速度v_w为单因素变量研究时,v_w=11. 12 m/min (150 r/min)下表面粗糙度值最大,v_w=22. 24 m/min (300 r/min)下表面粗糙度值最小;在以磨削深度a_p为单因素变量研究时,ap=0. 02 mm下表面粗糙度最小。不同磨削工艺参数下工件表面残余应力均呈现为残余压应力,且不同砂轮线速度和工件速度下,深度方向上周向残余应力σ_x和轴向残余应力σ_y也都呈现为残余压应力,残余压应力最大值都出现在表面,之后随深度逐渐减小并趋于稳定。同时结合原始试样的残余应力梯度分布可知,外圆磨削使得工件表层的残余压应力值变大,形成了30μm左右的残余应力变质层。不同砂轮线速度以及不同工件速度下的显微硬度梯度分布均呈现的是先下降后稳定的趋势,且结合原始试样的硬度梯度分布可知,磨削工艺使工件表层形成了约30～60μm的硬化层,显微硬度相对于原始试样有明显的提升。并采用单颗磨粒进行磨削仿真,获得了较为可靠的残余应力梯度分布,与试验结果相比整体趋势一致,具有一定的实际意义。