难加工材料

摘要： 钛合金作为航空发动机等高端装备零部件的关键材料,具有良好的高比强度、优异的抗腐蚀性与超强的断裂韧性与疲劳性能。作为典型的航空难加工材料,钛合金在制造过程中引起的表面完整性对其服役性能与可靠性有着至关重要的影响。为此,从切削加工、磨削加工、复合加工与特种加工4个工艺角度对钛合金制造过程中表面完整性的研究现状进行详细阐述。最后,分析了现有加工技术存在的一些不足以及未来的研究方向。

摘要： 在航空制造领域,高温合金、钛合金、复合材料等难加工材料高效低损伤加工一直是制约行业产能的瓶颈问题。随着我国制造业的不断升级,智能制造、先进数控、先进刀具、先进冷却等前沿技术已在难加工材料加工方面得到了广泛应用,然而传统连续切削模式下难加工合金切削线速度仍未能得到实质性突破,限制了其产能的进一步提升。近年来,出现了高速波动式超声加工技术,该技术将传统连续切削模式升级为高速断续切削模式,不仅打破了传统振动切削技术的加工速度限,而且实现了难加工合金材料降力降热高速精细加工,大幅提升了其加工精度、表面完整性和加工效率。在简要概述高速波动式超声加工的提出背景和基本原理基础上,重点介绍了高速波动式超声加工技术在车削、铣削、制孔3方面的工艺原理、工艺效果和应用进展。最后,对高速波动式超声加工技术的工艺适应性优化和应用前景优势进行了展望。

摘要： 难加工材料的高硬度和高耐磨性使得磨削加工过程中砂轮的损耗变快,目前主要依靠经验判断砂轮的修整和更换周期,很有可能导致修整不及时的情况发生.本文用声发射信号和磨削力信号共同精确监测砂轮磨损状态,通过分析不同磨损状态的砂轮磨削时对应的声发射信号的特征参数以及磨削力和磨削力比的变化情况,综合判断了实验过程中砂轮的磨损状态.结果表明:声发射信号特征参数都与砂轮磨损状态有一定相关性,且磨削力比与砂轮磨损程度的相关性最大,证明了声发射监测技术在砂轮修整中的有效性,为实际生产加工提供了理论指导.

摘要： 针对传统铣削加工过程中切削力过大、切削温度过高、刀具磨损严重、加工硬化现象显著、难以实现飞机难加工材料高效高质量加工等问题,组建以刀具为振动对象的超声振动铣削试验平台,开展飞机难加工材料1Cr15Ni4Mo3N合金钢超声铣削加工技术试验,研究超声振动辅助作用对难加工材料铣削加工过程中铣削力、铣削表面完整性以及刀具磨损的影响规律。研究结果表明,超声振动辅助铣削可以减小切削力,减缓刀具磨损,增加刀具使用寿命,提高工件表面质量,是一种切实可行的工艺方法。

摘要： 主要围绕工业应用需求角度介绍超声加工技术的发展概况、研究现状及未来发展趋势等。超声加工技术是一种面向难加工材料(硬脆材料、复合材料、难加工金属材料等)的特种加工技术,在航空航天、汽车、半导体、3C和医疗等领域存在着广阔的应用前景。超声加工技术可通过超声振动能量实现难加工材料的精密去除。近年来,在国内外众多高校、研究院所和企业的共同努力下,超声加工技术得到了快速发展,实现了在多类难加工材料精密加工场景的大量典型应用。超声加工技术作为先进制造技术中特种加工技术的代表,将为制造业水平的提升提供重要支撑。

摘要： 钛合金具有比强度高、耐蚀性强以及生物相容性好等特点,是制造金属微结构件的理想材料。然而,钛合金导热系数低、弹性模量小且化学亲和力强,亦是典型的难加工材料。在分析钛合金微结构件加工特点的基础上,按增材、等材和减材的成形方式对钛合金微制造技术进行了综述,介绍了各自的成形原理与工艺特点,并对钛合金微制造技术的未来发展方向提出了展望。

摘要： 难加工材料具有强度高、强化因数高、塑性高、韧性好、导热系数低、耐磨性好等优点,切削时会出现大切削力,刀具磨损严重。对难加工材料加工切削力机理的研究现状进行了介绍,具体包括直角或斜角切削的切削力、立铣刀切削力理论预报模型。

摘要： 湖南科技大学机电工程学院、难加工材料高效精密加工湖南省重点实验室副教授刘伟课题组,在工程陶瓷精密低损伤磨削方向取得新进展,发现磨削应变率的增大可以有效提高氧化锆陶瓷磨削加工质量,具有较好的应用潜力。研究人员考虑动态冲击下应变率效应对氧化锆陶瓷磨削加工的影响,对磨削力、磨削后工件表面形貌与亚表面损伤进行分析,揭示了动态冲击应变率效应对氧化锆陶瓷磨削损伤的影响规律。

摘要： 对于盘类、底面为球面的零件孔加工,每一个孔与球面均垂直,并带有1×45°的倒角。一般的工艺会先点钻定心、钻孔、倒角,再铰孔,即经历4次换刀。另外,工件材料为镍基高温合金,属于典型的难加工材料,对刀具品质有着严格要求。首先,从保证零件加工质量、提高加工效率的角度出发,提升刀具系统性能,优化零件加工工艺。其次,开发钻倒角复合刀具,合并工序。最后,给刀具系统配套热缩刀柄、带内冷通道,可优化切削参数。经过多次试验验证,改进工艺后有助于提升刀具系统的整体刚性,不仅能使孔壁质量达到相应的工艺要求,而且提高了50%以上的加工效率。

摘要： 放电加工的基本概况放电加工是特种加工技术的一种,广泛应用于机械加工行业。放电加工可以用来加工传统切削方法难以加工的超硬材料和复杂形状工件,通常用于加工导电的材料,可以在诸如钛合金、工具钢、碳钢和硬质合金等难加工材料上加工复杂的型面。

摘要： 近年来,难加工材料的迅速发展和应用越来越广,对金属切削工艺以及刀具材料提出了更高的技术要求,刀具涂层的出现实现了对传统刀具的综合改性,可以有效提升加工效率与加工精度,延长刀具使用寿命.目前团队开展的研究主要有:(1)多弧离子镀TiAlN刀具涂层的制备与工艺优化,及其在40Cr淬硬钢干式切削过程中的应用;(2)新型多层复合类金刚石(DLC)刀具涂层的制备与工艺优化,及其在玻璃纤维增强复合材料干式切削过程中的应用.

摘要： 难加工材料具有高强度和耐腐蚀性的特性,在食品加工设备和核能与航空航天工业中得到广泛的应用.然而,在加工中,切削缺陷如表面粗糙度劣化,切削附着力或高切削阻力是不可避免的.为克服这些缺陷,一些研究学者等采用了振动辅助切削方法加工难加工材料.超声辅助切削的工艺参数是影响表面质量的重要因素.有学者研究了切削参数(超声椭圆振动激发,切削速度,交叉进给和切削深度)对切削阻力,切屑形态和表面完整性的影响.在本文中,对钛合金进行超声辅助切削仿真分析,最终确定最佳的切削参数.

摘要： 针对高温合金、复合材料等难加工材料的精密低损伤加工需求,首先汇报一些以激光为主的加工工艺,指出综合利用多种能量场的必要性和重要性,提出多能场融合加工的概念.广言之,任何工程制造都需要通过物质流、能量流和信息流的相互作用来实现,都是将人类智能注入到综合优化能量场,将物质变为终端分布的过程.特种加工与传统加工,甚至整个工程领域本质上都拥有上述共性,遵循共性规律.智能能量场制造系统性地研究能量场制造方法,探索新工程优化标准,对中国特种加工和先进制造技术的发展有重要借鉴意义.

摘要： 本文就提高难加工材料内螺纹数控铣削的合格率展开探讨,针对螺纹铣在难加工材料应用过程中的问题,从铣刀参数、数控程序等方面给出确实可行的方法,提高了螺纹数控铣削的合格率.

摘要： 针对难加工材料特点,分析了典型难加工材料的磨削特性,综述了缓进给磨削、精密超精密磨削在难加工材料磨削加工领域国内外的研究进展。同时介绍了高效深磨技术的原理及其在难加工材料磨削中的应用现状,指出高效深磨技术能够实现对难加工材料的优质而又高效的加工,具有广泛的应用前景,最后就这一方向的深入研究工作做了展望。

摘要： 北京航空航天大学绿色制造课题组依托所在的北京航空航天大学“国防科技工业高效数控加工技术创新中心”、“北京市高效绿色数控加工工艺及装备工程技术研究中心”等重点实验室,目前主要从事难加工材料高质高效加工技术、绿色切削微量润滑技术机理及工艺研究工作。本课题组针对典型陶瓷基、树脂基、金属基复合材料,超高温陶瓷,耐高温金属等难加工材料,开展高效高质加工技术研究,在超声振动系统研发、材料去除机理研究、专用刀具设计、加工表面质量评价、加工工艺优化等方面,形成了以“装备开发—机理研究—刀具设计—表面评价—工艺优化”为体系的难加工材料高效加工整体解决方案.

摘要： 随着航空航天在制造业领域的飞速发展,难加工材料的高效加工难题日益凸显,为满足航天飞行器性能需求,其核心结构中大量使用高温合金等耐热合金,本文针对难加工材料的切削性能,利用金属铣削理论和切削实验研究难加工材料摆线高效加工方法,分别从切削参数优化、加工策略优选等方面深入研究,并通过实验验证了本文方法的正确性,结果表明:摆线铣效率高、刀具寿命长且特别适合加工高温合金等难加工材料.

摘要： 国内主机厂对自动制孔系统研发与应用尚处于起步阶段，飞机装配中自动制孔系统工程化应用基础是优化出飞机部件中不同叠层构件工艺参数，利用机器人自动制孔设备、专用试片夹具和涨簧百分表研究优化了单一材料叠层构件和混合夹层构件自动制孔工艺参数.结果表明,单一材料叠层构件采用一次连续制孔方式可实现高精度制孔,其铝铝、钛钛和复材复材叠层构件合适自动制孔工艺参数分别为转速4000rpm和进给速度1200mm/min、转速800rpm和进给速度30mm/min、转速8000rpm和进给速度40mm/min.混合叠层构件采用啄式变制孔工艺参数方法实现高精度制孔,并且根据各层材料选用合适制孔参数.

摘要： 针对难加工材料的复杂型面加工难以实现的问题,提出了基于数控机床的功率超声振动复合加工方法.通过试验研究证明,将功率超声用于数控机床能充分发挥功率超声加工和数控加工的优势.可以实现对难加工材料的复杂型面加工的精度要求.

摘要： 航空薄壁件的高效加工是一项技术复杂、涉及面广泛的系统工程。rn 本文根据现场实践，进行理论分析和实践总结，对航空薄壁件高效加工中遇到的问题和采取的对策进行了较为详细的阐述。以加工的高效率、高质量、高稳定性、低成本为目标，为航空薄壁件的高效加工提供了理论基础和试验基础。

摘要： 本发明公开了一种难加工SiCf/SiC陶瓷基复合材料超声振动辅助加工方法，首先将难加工SiCf/SiC陶瓷基复合材料切割成样件，并装夹在三坐标轴数控铣床上；然后将超声振动设备与三坐标轴数控铣床连接并设定初始超声振动参数；再采用自行设计PDC刀具对样件进行超声振动辅助切削加工、顺铣加工和铣磨加工；最后使用刀具扫描仪测量PDC层端面刀齿磨损量，当PDC层端面锥形刀齿完全磨损，判定PDC刀具磨损失效，不再使用该刀具进行加工，并记录PDC刀具去除材料体积。本发明方法达到了减小刀具磨损、提高刀具寿命的目的，并大大降低了成本。

摘要： 本发明公开了一种用于难加工金属材料内环槽的电解加工阴极，属于电解加工技术领域，其技术方案要点包括圆柱，所述固定柱的上端面固定连接有外螺纹柱，所述圆柱的左右两侧分别紧密贴合有第一弧形连接板和第二弧形连接板，所述第一弧形连接板和第二弧形连接板相背的一端均固定连接有阴极扇叶块，所述第一弧形连接板的左侧紧密贴合有两个限位头，两个所述限位头的右侧均固定连接有螺纹杆，两个所述螺纹杆的外侧壁均螺纹连接有锁紧螺母，从而达到了方便根据金属材料内环槽需要加工的深度以及高度更换相应型号的阴极扇叶块的效果，便于对多种难度的金属材料内环槽进行加工，并且安装和拆卸的方式简单，节约了生产加工过程中的成本。

摘要： 本实用新型公开了一种用于难加工金属材料内环槽的电解加工阴极，属于电解加工技术领域，其技术方案要点包括圆柱，所述固定柱的上端面固定连接有外螺纹柱，所述圆柱的左右两侧分别紧密贴合有第一弧形连接板和第二弧形连接板，所述第一弧形连接板和第二弧形连接板相背的一端均固定连接有阴极扇叶块，所述第一弧形连接板的左侧紧密贴合有两个限位头，两个所述限位头的右侧均固定连接有螺纹杆，两个所述螺纹杆的外侧壁均螺纹连接有锁紧螺母，从而达到了方便根据金属材料内环槽需要加工的深度以及高度更换相应型号的阴极扇叶块的效果，便于对多种难度的金属材料内环槽进行加工，并且安装和拆卸的方式简单，节约了生产加工过程中的成本。

摘要： 本发明提出了一种难加工材料三轴转角特征高效加工方法，该方法针对难加工材料转角加工中切削力大，易导致刀具崩刃、弹刀、拉刀等事故的问题，通过控制转角加工时的刀具等效切宽，实现转角加工的切削力优化。首先依据轴向切深求解转角加工驱动几何；根据加工刀具及机床确定刀具最大等效切宽，采用循环铣策略生成转角加工刀轨。本发明提出的难加工材料转角加工刀轨可适用于各种三轴类型转角加工，可有效减少转角加工中的切削力及零件因转角加工问题导致的质量事故。

摘要： 本发明涉及一种难加工材料的微精加工方法及加工系统，属于复合精密、微细特种加工技术领域，本发明所述的方法和实现该方法的加工系统将超声调制低压放电—电解有效复合，微精放电—电解作用与超声频振动同频、同步有机结合，依靠超声空化、火花放电爆炸力作用实现加工产物的排除与工作液的循环更新，有效改善加工间隙过程，提高定域加工性能,在具有高加工效率同时，可进一步提高加工精度、表面质量，同时可在静液中实现加工，无须复杂的工作液在压力流动、循环供给系统；加工中工件与电极保持一定恒压力接触，利用磁性调节机构，可进行微压力连续无级调节，无须电解加工必须的精密稳速微进给系统及电火花加工的伺服进给系统，可大大降低设备研制成本。

摘要： 本发明公开了一种难加工材料涡轮盘中心孔精密尺寸的加工方法，包括：磨削加工涡轮盘中心孔至实际单边余量达到设定单边余量；检测涡轮盘中心孔的稍度，根据稍度对磨削程序进行修正或补偿；将磨削砂轮圆角半径修正为0.5mm～1mm，调整磨削砂轮主轴轴线与涡轮盘中心孔轴线呈1°～2°夹角；采用上下走刀或切入式的磨削方法，用修正或补偿后的磨削程序磨削加工涡轮盘中心孔，完成涡轮盘中心孔的加工。本发明加工效率高，加工后的表面质量好。

摘要： 一种融合刀具磨损监测的难加工材料粗加工高效铣削参数优化方法，首先建立了以加工效率为目标，以主轴转速、径向切宽和轴向切深为优化变量，考虑基本参数可行域、稳定性、主轴扭矩和功率等多重约束条件的优化问题表征模型；其次，考虑难加工材料引起的刀具磨损问题，建立了主轴三相电流与铣削力之间的定量关系，实现对切向比切力系数的实时估计；进而，提出了基于随机矢量搜索的数值求解方法，给出了离线优化和实时监测综合的优化流程，获得了最优加工参数；本发明所提出的参数优化方法能够将难加工材料粗加工效率大幅提高，实现高效无颤振铣削加工。

摘要： 本发明涉及一种难加工材料的去除加工和超精密切削的复合加工方法。提供待加工工件，所述待加工工件是由难加工材料所制备的；确定所述待加工工件的加工目标；利用数控机床对所述待加工工件进行半精加工；设计加工参数，对所述待加工工件进行大切削量加工，切除所述待加工工件加工目标内的大部分材料，获得轮廓度较精密、表面质量较好的半成品；所述半成品和加工目标之间为超精密加工区；将所述待加工工件的半成品直接放入超精密机床进行超精加工；将所述待加工工件的半成品的超精密加工区切除，修正所述待加工工件的半成品形貌误差；获得具备亚微米级轮廓精度和纳米级的表面粗糙度的成品工件。

摘要： 本发明涉及金属加工技术领域，提供了一种适用于难加工材料的加工中心摆头装置，包括箱体、主轴箱、第一摆动机构、第二摆动机构以及控制系统，主轴箱左侧与安装在箱体上的辅助支承机构转动配合，右侧与安装在箱体上的第二摆动机构驱动连接；第一摆动机构能够在动力源的驱使下转动并能够带动第二摆动机构转动进而实现主轴箱摆头并停止在预定位置；控制系统接收第二摆动机构自身采集单元采集到的位置数据并驱使动力源动作修正预定位置直至预定位置到达目标位置，本发明采用伺服电机、同步带、蜗轮蜗杆的传动结构，提高了摆头部件的传动扭矩且整体外形紧凑，轴采用空心结构，在保证刚度的情况下大大减轻了设备整体的重量，耗能少。

摘要： 本实用新型涉及刀具设计技术领域，公开一种适用于难加工材料加工的车削刀片，包括呈多边形结构的刀片本体，其包括上表面、下表面和多个侧表面，任意两个相邻侧表面在相交处由圆弧面过渡，圆弧面与上表面/下表面相交形成圆弧切削刃，侧表面与上表面/下表面相交形成主切削刃；上表面包括从刀片本体定位中心孔处往刀片本体边缘辐射的支撑面，在圆弧切削刃和支撑面之间依次布置的顶部第一前刀面、顶部第二前刀面、顶部切屑引导凸起和顶部挡屑面，在主切削刃和支撑面之间依次布置的侧部第一前刀面、侧部第二前刀面、槽底面和侧部挡屑面，槽底面从圆弧切削刃朝主切削刃方向依次排列有多个呈间隔布置的侧部切屑引导凸起；下表面结构与上表面结构相同。