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2018年 第61卷 21期
刊出日期:2018-11-01

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本期目录
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2018 Vol. 61 (21): 0-0 [摘要] ( 7 ) HTMLNew PDF (617 KB)  ( 8 )
       本期目录
6 本期目录
2018 Vol. 61 (21): 6-10 [摘要] ( 10 ) HTMLNew PDF (2438 KB)  ( 6 )
       专稿
16 高性能管材二辊皮尔格冷轧成形研究动态及存在问题
李恒1,2,魏栋1,2,杨恒1,2,李光俊3,张铎1,2
DOI: 10.16080/j.issn1671- 833x.2018.21.016

    如何实现高性能轻量化管材的成形成性一体化协同制备一直是航空航天等先进制造领域迫切需要解决的关键难题之一。相比拉拔和挤压等工艺,二辊皮尔格冷轧兼具3向压应力和局部渐进增量成形的加载特点,具有大变形、表面质量好及尺寸精度高等优势,是高性能难变形材料管材制备最有效的手段之一。然而,皮尔格冷轧是一个多行程、非稳态和多因素、非线性的复杂成形过程,工艺流程和模具参数设计不合理或波动极易导致产品精度和性能出现严重波动。在简述二辊皮尔格冷轧成形原理和特点的基础上,着重从宏观不均匀变形和细观织构演变两个方面综述了二辊皮尔格冷轧成形的研究动态。基于上述研究动态分析,总结提出了实现二辊皮尔格冷轧过程成形成性一体化协同控制尚待解决的科学问题和技术挑战。

2018 Vol. 61 (21): 16-24 [摘要] ( 4 ) HTMLNew PDF (1984 KB)  ( 15 )
       人物
26 探索新型陶瓷热障涂层材料助力航空航天发展——访昆明理工大学材料科学与工程学院冯晶教授
本刊记者  逸飞
2018 Vol. 61 (21): 26-28 [摘要] ( 3 ) HTMLNew PDF (1063 KB)  ( 8 )
       封面文章
30 航空先进材料旋转超声椭圆振动加工研究进展
王健健1, 2,张建富1,冯平法1, 3
DOI: 10.16080/j.issn1671- 833x.2018.21.030

    旋转超声加工是航空先进材料高效精密低损伤加工的有效方法。在传统的旋转超声加工中,刀具在高速旋转的同时沿着其轴线做超声频率的一维纵向振动。近年来,出现了旋转超声椭圆振动加工这种新型的旋转超声加工工艺,它利用刀具的二维椭圆振动代替传统的一维纵向振动,以进一步提高旋转超声加工的工艺性能。自旋转超声椭圆振动加工技术提出以来,国内外学者开展了大量的相关研究工作。本研究在简要概述旋转超声椭圆振动加工基本原理的基础上,从椭圆超声振动装备和工艺两个方面,总结旋转超声椭圆振动加工的国内外研究进展。在装备研究方面,阐述纵扭、纵弯和双弯等不同形式的椭圆振动产生方法;在工艺研究方面,讨论椭圆超声振动在磨料加工和切削加工等不同加工方法中的应用。基于旋转超声椭圆振动加工的发展现状,结合航空先进材料的加工需求,从加工机理研究、新材料工艺研究、椭圆轨迹稳定性、多自由度超声刀具设计等方面对未来发展趋势进行展望。

2018 Vol. 61 (21): 30-37 [摘要] ( 10 ) HTMLNew PDF (1503 KB)  ( 20 )
       论坛
40 基于局部共振理论的超声加工技术研究进展
赵波1,别文博1,王晓博1,陈凡2,赵重阳1
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2018.21.040

    为促进局部共振理论在超声加工中的应用和实现主动可控的加工制造,从局部共振现象的提出入手,分析了局部共振产生的机理,并对基于局部共振现象的非谐振理论进行介绍。分别论述了局部共振在简单和复杂振动系统中的应用以及非谐振设计理论在超声齿轮加工和超声磨削中的应用,并对基于局部共振理论的超声振动稳定性研究进行综述。基于局部共振的优势,就其在超声加工中值得关注的问题进行展望,为局部共振理论的发展提供参考。

2018 Vol. 61 (21): 40-46 [摘要] ( 8 ) HTMLNew PDF (2079 KB)  ( 9 )
47 超声振动辅助干式钻削SiCf/SiC陶瓷基复合材料试验研究
陈玉荣,苏宏华,傅玉灿,何静远,张炜
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2018.21.047

    针对SiCf/SiC 陶瓷基复合材料在干式钻削中的工具磨损快、加工效率低等问题,提出了一种基于有序排布钎焊金刚石套料钻的超声振动辅助干式钻削加工工艺。采用不同排布参数下的钎焊金刚石套料钻对SiCf/SiC 陶瓷基复合材料进行超声振动辅助钻孔加工,通过对加工孔径的测量,研究钎焊金刚石套料钻磨粒排布参数对钻孔工具寿命和制孔精度的影响规律,分析工具不同位置处磨粒的磨损特征。结果表明:工具端面磨粒越多,工具使用寿命越长;工具侧边磨粒排布越长,列数越多,加工孔的孔径变化越小;距离工具端面越近处的磨粒磨损越大,主要以宏观破碎和磨耗平台为主,而距离工具端面较远处的磨粒磨损较小。

2018 Vol. 61 (21): 47-51 [摘要] ( 7 ) HTMLNew PDF (2405 KB)  ( 7 )
52 兆声波精密微电铸设备及相关工艺研究
杜立群1,2,翟科1,姬学超1,魏壮壮1,杜成权1,刘旭强1
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2018.21.052

    兆声波具有高声强、低空化、声流扰动的特点,将其应用于电化学沉积领域有着明显的优势。设计了一种贴片式双向兆声辐照的兆声波反应器,组合其他功能模块,制作了一款集成化的兆声精密电铸设备。以铜基底上镍的电沉积过程为研究对象,考察了不同兆声波作用形式对铸层厚度均匀性及表面形貌的影响,对比了无兆声作用、单侧兆声作用、双侧交替兆声作用下的电铸层厚度均匀性及电铸层表面形貌。电铸完成后,镍铸层的平面度值分别为:无兆声15.03μm、单侧兆声15.36μm、双侧兆声10.91μm。单侧兆声振动产生的驻波条纹及偏向推积现象影响了铸层的厚度均匀性及表面形貌。双侧交替兆声辐照克服了单侧兆声作用存在的偏向推积问题。相对于无兆声作用及单侧兆声作用,双侧兆声辅助电沉积获得了更均匀的电铸层厚度以及更好的沉积层表面形貌。

2018 Vol. 61 (21): 52-56 [摘要] ( 5 ) HTMLNew PDF (2796 KB)  ( 7 )
57 超声振动辅助磁力研磨协同增效机制与试验研究
康璐,陈燕,赵杨,马学东
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2018.21.057

    磁力研磨加工技术因其加工工具为柔性的磁粒刷,可以自适应对复杂自由曲面仿形研磨加工。为了提高磁力研磨的加工效率,引入超声波振动和改变磁极形状等措施,建立超声振动辅助磁力研磨系统;论述了磁场发生源的选择和磁极形状优化设计的基本思想;通过理论分析和具体的试验结果验证了加入超声振动增加磁性研磨粒子对工件表面的瞬时研磨压力,提高材料去除率达到协同增效的目的;改变磁极形状可以引入磁场强度变化率,促进磨料切削刃的自我更新,改善表面质量。以上综合作用可以提高磁力研磨加工效率和加工件表面的研磨质量。

2018 Vol. 61 (21): 57-62 [摘要] ( 5 ) HTMLNew PDF (2115 KB)  ( 3 )
63 6061-T6铝合金弧形槽超声冲击处理残余应力场研究
胡神阳,耿其东,缪兴华,汪炜
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2018.21.063

    研究经超声冲击处理后6061-T6 铝合金试件弧形槽表层残余应力场的形成与应力分布特点。借助有限元分析软件,模拟弧形槽经超声冲击处理后残余应力场分布,同时进行正交工艺试验,对比仿真结果,探究不同工艺参数对冲击后弧形槽底面残余应力值的影响规律。结果表明,超声冲击处理在弧形槽底形成了厚度约为0.35mm 的残余压应力层,残余应力沿深度方向先增大后减小,最大残余应力值可达约-362.5MPa。工艺试验与相同条件下有限元模拟得到的各工艺参数对槽底表面残余应力值的影响趋势基本一致,弧形槽底面残余应力值随工具振幅的增大而增大,随加工间隙的增加有小幅减小,而工件移动速度的改变则对应力值几乎没有影响。

2018 Vol. 61 (21): 63-68 [摘要] ( 5 ) HTMLNew PDF (2014 KB)  ( 10 )
       新视点
70 微V型槽椭圆振动辅助切削加工轨迹规划研究
侯磊,张臣
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2018.21.070

    仿生研究表明,凹坑、沟槽等微织构具有减阻、降噪、自清洁等许多优秀的性能,实现微织构的精密加工对于提高产品性能具有重要意义。然而,目前的微织构加工方法存在着基准面适应性差,加工成本高以及加工周期长等问题。以V 型槽减阻织构为目标织构,提出了一种分层椭圆振动助切削加工微织构的方法,实现了工件表面上V
型槽的加工。首先,根据椭圆振动的轨迹特点,建立了V型槽的形貌参数模型,据此推导出最大残留高度与切削速度之间的关系;其次,根据V 型槽的加工深度,设计了分层椭圆振动辅助切削的走刀轨迹;最后进行了V 型槽加工试验,对不同的加工方式所获得的V 型槽进行对比,验证了关于形貌模型的理论分析的正确性,表明分层椭圆振动辅助切削加工V 型槽时具有降低切削力和抑制槽沿毛刺产生的作用。

2018 Vol. 61 (21): 70-76 [摘要] ( 5 ) HTMLNew PDF (2315 KB)  ( 13 )
       研究论文
78 面向自动钻铆离线编程的工艺信息提取与校验技术
刘连圣,王珉,丁力平,徐庆贺
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2018.21.078

    钻铆点工艺信息的获取是自动钻铆离线编程系统的基础。针对具有MBD 规范定义的工件数模,在CATIA二次开发平台上自动提取待加工孔位的坐标、法矢、名称、紧固件牌号等工艺信息。为确保法矢方向满足系统和工艺需求,通过创建法向参考线,开发了异常法矢的校验和修正模块。最后以某飞机壁板类MBD 模型为例,对该信息提取平台进行了验证。结果表明:系统可快速提取钻铆工艺信息,并能准确识别方向异常法矢,为系统的准确性和可靠性提供了保障。

2018 Vol. 61 (21): 78-83 [摘要] ( 6 ) HTMLNew PDF (1946 KB)  ( 15 )
84 时效时间对高压气瓶用Ti-5Mo-5V-6Cr-3Al 合金冷轧管显微组织与力学性能的影响
张士卫
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2018.21.084

    研究了时效时间对高强高韧Ti-5Mo-5V-6Cr-3Al 合金冷轧管显微组织与力学性能的影响。结果表明:560℃保温,在1h 之内,冷轧管内α 析出相尺寸和相含量迅速增大,冷轧管的抗拉强度受α 析出相含量和大小以及位错与孪晶等畸变能的影响,先升高后下降,塑性仅受α 析出相的含量和大小的影响,迅速升高;1~4h 之间,α 析出相长大速度变缓,α 析出相含量增加速度显著变慢,抗拉强度仅受α 析出相含量和大小的影响,先升高后下降,塑性继续升高到峰值;4~24h 之间,α 析出相含量增加速度非常缓慢,α 析出相长大速度更加缓慢,α 析出相粗化,抗拉强度下降,塑性下降,发生过时效。

2018 Vol. 61 (21): 84-89 [摘要] ( 6 ) HTMLNew PDF (2473 KB)  ( 7 )
90 飞机设计更改执行流程管理系统的设计与实现
陈振,丁晓,章文,石芹芹
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2018.21.090

     针对飞机设计更改频繁、更改执行流程缺乏信息化管理、更改执行状态难以控制等问题,在分析某航空单位业务需求的基础上,提出了一种基于.NET 平台的飞机设计更改执行流程管理系统框架,采用VS2010编程环境开发了基于B/S架构的设计更改管理系统。系统规范了飞机设计更改执行流程,实现了设计更改执行流程的闭环控制,提升了飞机交付时技术状态清理的效率。

2018 Vol. 61 (21): 90-93 [摘要] ( 9 ) HTMLNew PDF (1186 KB)  ( 14 )
94 TC4 钛合金深孔钻削试验研究与机理分析
陈杰1,胡蒙1,郭国强2,孙程成2,明伟伟1,孙方宏1
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2018.21.094

    TC4 钛合金深孔钻削过程中钻削温度高、排屑路径长,加剧刀具磨损,影响深孔加工质量和精度。为制定可用于实际生产的钛合金深孔钻削加工参数,开展TC4 钛合金深孔枪钻加工试验。试验结果表明,钻削温度受钻削速度影响较大,进给量的影响不显著;孔径和圆度随着钻削速度的增加而增大,同轴度随着切削速度增加而先增大后
减小;孔的表面粗糙度随着钻削参数的增加而增大,且大参数下深孔表面质量进一步恶化;各组试验加工硬化层在 30μm 左右,且随着钻削速度增加,切屑挤压变形严重。综合分析后制定的干切削条件下TC4 钛合金深孔枪钻的钻削速度为20m/min,进给量为0.08mm/r。

2018 Vol. 61 (21): 94-99 [摘要] ( 11 ) HTMLNew PDF (3244 KB)  ( 13 )
100 某机型钛合金承力框加工工艺优化研究
于鑫,刘胜男
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2018.21.100

    通过分析某机型钛合金承重框机械加工中的各个工段以及操作者所反馈的信息,找出了在技术上制约加工效率的生产因素,在此基础上对该零件的工艺流程和数控程序进行了优化, 从而显著提高了加工效率。在处理转角加工工艺中,通过多次试验得到了加工转角的插铣编程方法,该方法解决了在加工转角过程中频繁出现的折刀问题。通过使用玉米铣刀解决了在加工基准面时由于余量不均引起的刀齿断裂问题,同时提高了加工效率,为今后类似零件的加工提供了宝贵的经验。

2018 Vol. 61 (21): 100-103 [摘要] ( 18 ) HTMLNew PDF (1020 KB)  ( 13 )
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22 2018特种粉末冶金及复合材料制备/加工第三届学术会议
22 International Conference on Lightweight Materials and Manufacture 2019
22 2019年复合材料专刊约稿函
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