硬态车削H13钢切削力与表面粗糙度试验研究

为了探究H13钢硬态车削过程中的切削力与工件表面粗糙度，课题组采用单因素试验和多因素正交试验法设计车削试验。通 过极差分析法对试验结果进行分析，研究不同切削速度、进给量和背吃刀量对切削过程中切削力以及工件表面粗糙度的影响，并比较切削力与表面粗糙度的变化 规律。结果表明：影响切削力的显著性参数为背吃刀量＞进给量＞切削速度；影响工件表面粗糙度的显著性参数为进给量＞切削速度＞背吃刀量。通过单因素试 验分析可知，切削力与表面粗糙度变化有一定的相关性，表面粗糙度的变化趋势和切削力一致。     

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。     

热压工艺对竹材表面粗糙度的影响

竹材表面粗糙度对竹材制品的表面质量有十分重要的影响.用“冷进冷出“工艺和“热进热出“工艺对竹材进行处理,并用高精度的表现粗糙度测量仪对竹材表面粗糙度进行测量,发现竹材表面的粗糙度因处理工艺不同,而具有较大的差异.用“冷进冷出“工艺处理的竹材的表面粗糙度平均值,比用“热进热出“工艺处理的竹材的表面粗糙度的平均值小得多,表面竹材经“冷进冷出“工艺处理后,具有更好的表面质量.     

基于进化神经网络的304不锈钢车削加工表面粗糙度预测

表面粗糙度是衡量加工零件质量的重要指标之一,对表面粗糙度进行提前预测有利于提高加工质量。课题组采用正交试验方法进行了YG8硬质合金刀具干式车削304不锈钢棒料的实验,得到不同切削条件下的表面粗糙度。由于BP神经网络的算法预测精度不高而且容易陷入局部极小值,利用遗传算法的全局搜索能力优化BP神经网络的结构和初值,建立基于进化神经网络的表面粗糙度预测模型。结果表明：进化的BP神经网络模型有效地克服了BP神经网络容易陷入局部极小值的缺陷,实现了表面粗糙度的精确预测。     

激光散斑相位差的条件统计分布与表面粗糙度的关系

在粗糙表面高度起伏服从高斯统计和表面服从圆型相关的情况下，分析了由弱散射体产生的远场高斯激光散斑相位差的条件统计分布与表面粗糙度的关系．     

附着滴在粗糙多孔介质表面铺展渗透的数值研究

为了探究附着滴在粗糙多孔介质表面的动力学行为，课题组通过ANSYS FLUENT对液滴在多孔介质上的铺展渗透进行了研究。首先用凹凸槽来代替表面粗糙度的方法，然后使用VOF模型追踪液滴形态变化，最后利用PISO 算法进行数值模拟计算。定量分析了邦德数、平衡接触角、达西数和多孔介质表面粗糙度对液滴铺展半径和渗透深度的影响。结果表明：随着液滴邦德数的增大，液滴更易变形，铺展和渗透深度增加；随着平衡接触角的增大，液滴越难铺展和渗透，但液滴后期阶段渗透深度增加；随着达西数增大，多孔介质的渗透率增大，所以渗透深度增加，而铺展半径相对减小；随着多孔介质表面粗糙度的增大，铺展半径减小，渗透深度增大。该研究的成果有利于提高生产质量和减少环境污染。     

金属与型壳界面作用对精铸件表面质量的影响

讨论金属与型壳界面作用对精铸件表面粗糙度和粘砂缺陷的影响。面层涂料中加入少量氧化铁，可有效地防止钢铁精铸件的表面粘砂缺陷。     

海上风电场的海面粗糙度模型研究

本文系统地研究了海面粗糙度的各类模型,并根据国内海上风电场已有的数据资料,选择改进模型计算海面粗糙度。通过海上风电场发电功率的计算对比分析,得出改进粗糙度模型对比常规的单一赋值方法更符合实际结果,发电功率计算误差降低20%以上。     

拉普拉斯分布表面超声背向散射的研究

假设随机粗糙表面符合拉普拉斯分布，得出了来自粗糙表面的超声背向散射声强与物体表面粗糙度，超声频率和掠射角之间的闭形解析表达式，与Boyd^[1]等报道的实验结果进行了比较，其结果的近似程度在大掠射角时比献[2]预言的更好。     

环形刀高速铣削加工P1.2738钢表面粗糙度预测模型试验研究

针对塑料模具钢P1.2738,利用环形刀在五轴数控加工中心上进行高速铣削正交试验,应用正交回归方法,建立表面粗糙度经验预测模型并通过显著性检验,研究表明回归方程可以对表面粗糙度进行预测,该模型为铣削参数的合理选择提供依据.     

面向表面质量的镍基高温合金铣削参数多目标优化研究

针对镍基高温合金材料在铣削过程中存在表面加工质量低的问题,提出一种基于神经网络及NSGA-Ⅱ算法的工艺参数多目标优化方法。采用不同工艺参数进行数控铣削镍基高温合金Inconel 718加工并获取数据集,以表面粗糙度为输出,不同工艺参数组合为输入,利用麻雀搜索算法建立SSA-BP神经网络模型用于预测Inconel 718铣削表面粗糙度;以最大材料去除率、最小表面粗糙度为优化目标,构建NSGA-Ⅱ工艺参数多目标优化主体模型,调用构建好的预测模型作为主体模型的目标函数并优化求解得到Pareto最优解集。使用TOPSIS法对Pareto最优解集进行最优解决策,得出最佳的工艺参数组合。优化结果表明：该方法不仅可用于高温合金材料数控铣削表面粗糙度预测,还可用于工艺参数优化,为进一步提高数控铣削材料加工质量和效率提供参考。     

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。     

应用正交试验法优选电火花成型加工电参数的研究

用正交试验法研究了电火花成型加工中电参数与工件加工速度、表面粗糙度和工具电极损耗比等工艺指标的关系，提出了优选的电参数方案．     

光纤探针式轮廓仪的理论与实验研究

在单根单模光纤作为发射光纤兼接收光纤的情况下,提出了光纤探针式轮廓仪,得到一个光纤探针来测量被测表面的微观轮廓曲线,并由轮廓曲线得到了表面粗糙度的各种参数和光纤探针的形状和尺寸。同时阐述了利用光纤探针测量表面轮廓和粗糙度的原理及光纤探针式轮廓仪的构成和工作原理,给出了测量结果。     

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。     

二维细长柱体气动力特性试验研究

为了研究包括圆柱体和正多边形的二维细长柱体的气动力特性,对具有5种不同表面粗糙度的圆柱体和4种正多边形(12、16、20、24)柱体进行了风洞模型测力试验。对于圆柱体,分析了雷诺数和表面粗糙度对其气动力特性影响规律;对于正多边形柱体,分析了雷诺数、风攻角以及正多边形边数对其气动力特性影响规律。结果表明:圆柱体表面粗糙度对气动力特性具有明显影响,随着粗糙度增大,阻力系数减小,雷诺数效应减弱;在特定风攻角下,各正多边形柱体气动力系数随雷诺数均变化不大;在试验雷诺数范围内,正多边形柱体的气动力系数随风攻角变化不大;就整体趋势而言,正多边形柱体随着边数增加平均阻力系数减小,平均升力系数增加。     

高速铣削淬硬H13钢表面粗糙度及残余应力实验研究

为了获得淬硬H13模具钢在高速铣削后的高质量表面,基于单因素实验设计法,采用TiAlN涂层硬质合金立铣刀对其进行高速铣削实验。通过使用NPFLEX白光干涉仪和PROTO X射线衍射仪对加工后工件表面粗糙度、表面形貌以及表面残余应力进行测试,同时分析了切削速度、每齿进给量和轴向切深对测试结果的影响规律。研究结果表明：当切削速度为150 m/min时,表面粗糙度Ra值最小;当每齿进给量为0.06 mm/z时,Ra值最佳;而当轴向切深为0.06 mm时,Ra值最大。随着切削速度的增大,表面残余压应力呈现先减小后增大再减小的变化趋势,随着每齿进给量的增加,表面残余压应力变化并不显著,而随着轴向切深的增加,表面残余压应力增大;最大表面残余压应力和最小表面粗糙度的组合并不在相同的切削参数下获得。     

新型便携式三维粗糙度测量仪

在传统二维粗糙度测量仪的基础上,结合三维表面形貌检测的发展趋势,开发设计了一种便携式三维粗糙度测量仪。它可以实现y轴的精确扫描,准确、迅速定位零件至测量位置,使用调节方便。能够对平面、回转面等实现三维粗糙度测量与评价。该仪器体积小、携带方便,实用性强。     

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。     

挤压-剪切镁合金的阳极氧化研究

为了研究晶粒细化对镁合金阳极氧化膜的质量和性能的影响,采用阳极氧化的方法在常规变形镁合金和挤压-剪切大塑形变形后获得的细晶粒镁合金表面制备氧化膜,研究了常规变形镁合金和细晶粒镁合金表面阳极氧化膜的形貌、结构、成分、表面粗糙度、硬度及耐腐蚀性能。结果表明:与常规挤压镁合金相比,挤压-剪切后镁合金的晶粒得到了大大细化,其表面氧化膜的孔隙更为细小圆整,表面粗糙度更小,硬度更高,耐蚀性更好。分析认为:镁合金基体组织细化之后,缺陷密度增加,使其阳极氧化时表面火花非常细小,放电更均匀,从而使氧化膜更为致密,耐蚀性更好。