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高速正交切削SiC_p/Al复合材料的切屑形成及边界损伤仿真研究 被引量:19
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作者 黄树涛 王泽亮 +2 位作者 焦可如 立福 李金泉 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期2717-2725,共9页
针对SiCp/Al复合材料颗粒增强相与基体相不同的机械力学性能,对照SiCp/Al复合材料金相照片中的SiC颗粒形状与分布状态建立仿真模型,并对SiCp/Al复合材料的颗粒和基体进行分别定义。使用ABAQUS有限元软件仿真研究了高速切削复合材料切屑... 针对SiCp/Al复合材料颗粒增强相与基体相不同的机械力学性能,对照SiCp/Al复合材料金相照片中的SiC颗粒形状与分布状态建立仿真模型,并对SiCp/Al复合材料的颗粒和基体进行分别定义。使用ABAQUS有限元软件仿真研究了高速切削复合材料切屑的形成、工件已加工表面的缺陷特征、边界损伤的形成机理及切削用量对边界损伤程度的影响规律。结果表明:在第1变形区切削变形主体表现为沿剪切角方向Al合金基体的剪切滑移,滑移主要发生在SiC颗粒与Al合金基体的边界邻近区域;对刀刃直接作用的SiC颗粒,由于其压力较大,会发生破碎现象;SiCp/Al复合材料的切屑形态以单元状切屑和由几个单元构成的节状切屑为主;SiC颗粒的破碎和整体剥落是造成已加工表面缺陷的重要因素;负剪切角是产生边界损伤的标志;切削速度对边界缺损几何尺寸大小的影响较小,切削深度对边界缺损几何尺寸大小的影响较大;随着切削深度的增大,边界缺损长度呈直线上升趋势,边界缺损高度先显著增加后缓慢增加。 展开更多
关键词 SICP/AL复合材料 切屑 缺陷 边界损伤
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聚晶金刚石加工技术的研究现状 被引量:10
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作者 刘涛 立福 +1 位作者 周丽 黄树涛 《工具技术》 2011年第1期3-9,共7页
聚晶金刚石是70年代以来发展起来的一种新型材料,其突出特点是超硬耐磨,成型和表面光整加工十分困难。本文介绍了目前国内外加工聚晶金刚石的主要方法,即磨削加工、研磨加工、电火花加工、激光加工、化学加工、超声加工,并对这些加工方... 聚晶金刚石是70年代以来发展起来的一种新型材料,其突出特点是超硬耐磨,成型和表面光整加工十分困难。本文介绍了目前国内外加工聚晶金刚石的主要方法,即磨削加工、研磨加工、电火花加工、激光加工、化学加工、超声加工,并对这些加工方法的特点、机理及影响因素、适用范围进行了综述。 展开更多
关键词 聚晶金刚石 磨削加工 研磨加工 电火花加工 激光加工
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SiCp/Al复合材料高速铣削的有限元仿真研究 被引量:9
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作者 刘闯 黄树涛 +1 位作者 周丽 立福 《工具技术》 2013年第9期34-38,共5页
运用有限元分析软件ABAQUS建立了三维斜角铣削模型,对SiCp/Al复合材料的的高速铣削过程进行模拟。首先分析了切削过程中SiCp/Al复合材料的应力、应变的分布规律,然后分析了不同等效切削厚度对切屑形状和温度场的影响,最后分析了切削参... 运用有限元分析软件ABAQUS建立了三维斜角铣削模型,对SiCp/Al复合材料的的高速铣削过程进行模拟。首先分析了切削过程中SiCp/Al复合材料的应力、应变的分布规律,然后分析了不同等效切削厚度对切屑形状和温度场的影响,最后分析了切削参数对切削力的影响规律。铣削过程的有限元模拟为SiCp/Al复合材料高速铣削加工的工艺参数优化、刀具参数的合理选择提供了参考。 展开更多
关键词 有限元分析 高速铣削 SICP A1复合材料
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钻削TC4钛合金薄壁件时钻削力的仿真研究 被引量:9
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作者 冯杰 黄树涛 +1 位作者 于晓琳 立福 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期80-83,共4页
为提高钛合金TC4的可钻削性、减小对刀具的磨损,利用有限元分析软件ABAQUS对TC4钛合金薄壁件钻削加工过程进行动态仿真,获得钻削加工过程中钻削力的变化特征以及钻削参数对钻削力的影响规律,并分析应力的分布规律。仿真结果表明:在钻削... 为提高钛合金TC4的可钻削性、减小对刀具的磨损,利用有限元分析软件ABAQUS对TC4钛合金薄壁件钻削加工过程进行动态仿真,获得钻削加工过程中钻削力的变化特征以及钻削参数对钻削力的影响规律,并分析应力的分布规律。仿真结果表明:在钻削厚度小于钻尖高度的薄壁件时,在钻头主切削刃与副切削刃的交点切入工件时钻削轴向力和扭矩达到最大;钻削轴向力和扭矩随着主轴转速和进给量的增大而增大,且转速和进给量越大,这种变化越明显;钻削时的最大应力分布在横刃和主切削刃与工件的接触部位。 展开更多
关键词 TC4钛合金薄壁件 钻削力 扭矩 应力
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铣削方式对高体分SiCp/Al复合材料薄壁件高速铣削表面质量影响研究 被引量:8
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作者 焦可如 黄树涛 +2 位作者 立福 张坤 王泽亮 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期3770-3776,共7页
应用聚晶金刚石(PCD)刀具对高体分SiCp/Al复合材料薄壁件进行了高速铣削实验。在不同铣削速度下,研究了顺、逆两种铣削方式对薄壁件高速铣削的表面粗糙度及表面形貌的影响,提出了不同铣削方式下已加工表面的形成机理,揭示了铣削方式和... 应用聚晶金刚石(PCD)刀具对高体分SiCp/Al复合材料薄壁件进行了高速铣削实验。在不同铣削速度下,研究了顺、逆两种铣削方式对薄壁件高速铣削的表面粗糙度及表面形貌的影响,提出了不同铣削方式下已加工表面的形成机理,揭示了铣削方式和铣削速度对试件切入部、中部和切出部处表面粗糙度的影响规律。结果表明:在相同的切削用量和刀具几何参数下,顺铣加工的表面粗糙度小于逆铣,且顺铣加工表面粗糙度的变化幅度小于逆铣;薄壁件在切出部的表面粗糙度大于中部和切入部的表面粗糙度;顺铣时已加工表面的形成以切削层金属的滑移为主,材料内部SiC颗粒的滑移、刻划造成已加工表面沿刀具进给方向的微观沟痕;逆铣时已加工表面主要由后刀面的挤压、摩擦作用形成;宏观上顺铣的已加工表面存在由残留面积高度形成的平行于刀具轴线方向的残留痕迹,而逆铣这一特征则不明显。 展开更多
关键词 SICP/AL复合材料 薄壁件 高速铣削方式 表面粗糙度 形成机理
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PCD刀具高速铣削SiCp/Al复合材料的表面粗糙度研究 被引量:7
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作者 立福 于晓琳 +2 位作者 周家林 周丽 黄树涛 《沈阳理工大学学报》 CAS 2009年第1期41-43,共3页
通过切削实验,研究PCD刀具铣削SiC颗粒尺寸较大、体积比含量较高的SiCp/A l复合材料时,切削速度、每齿进给量、切削深度对已加工表面粗糙度的影响,根据对实验结果分析得出切削用量对已加工表面粗糙度的影响规律.
关键词 表面粗糙度 PCD刀具 SICP/AL复合材料
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高效切削高强钢切削力和切削温度仿真研究 被引量:4
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作者 刘振祥 立福 +2 位作者 黄树涛 张玉璞 于晓琳 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期48-54,共7页
基于Abaqus有限元仿真软件建立切削30CrNi2MoVA高强钢的二维模型,研究切削力和切削温度随切削参数的变化规律。结果表明:高效切削30CrNi2MoVA高强钢时,切削力随切削速度的变化不明显,随切削深度的增加近乎直线增大;刀尖和前刀面的最高... 基于Abaqus有限元仿真软件建立切削30CrNi2MoVA高强钢的二维模型,研究切削力和切削温度随切削参数的变化规律。结果表明:高效切削30CrNi2MoVA高强钢时,切削力随切削速度的变化不明显,随切削深度的增加近乎直线增大;刀尖和前刀面的最高温度随切削速度和切削深度的增加而增大。 展开更多
关键词 高强钢 高效余量去除 切削力 切削温度 有限元仿真
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TA15钛合金切削振动与表面质量关系研究 被引量:8
8
作者 周培培 李金泉 +1 位作者 立福 范鹏飞 《工具技术》 北大核心 2016年第5期21-25,共5页
通过单因素试验对TA15进行外圆车削加工,采集振动信号并提取信号特征值,分析了切削用量对切削振动和表面粗糙度的影响规律,揭示切削用量对振动的影响,并根据正交试验结果分析切削用量对振动和表面粗糙度影响的主次关系,得到优化的切削... 通过单因素试验对TA15进行外圆车削加工,采集振动信号并提取信号特征值,分析了切削用量对切削振动和表面粗糙度的影响规律,揭示切削用量对振动的影响,并根据正交试验结果分析切削用量对振动和表面粗糙度影响的主次关系,得到优化的切削用量。试验研究表明:切削用量中,切深对切削振动影响最大,其次为进给量,切削速度影响最小。改变进给量时,振动加速度与表面粗糙度近似成线性正比关系;改变切深时,振动加速度随表面粗糙度的增加而增加。 展开更多
关键词 TA15钛合金 切削振动 切削用量 表面粗糙度
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高速正交切削SiCp/Al复合材料切削温度仿真研究 被引量:7
9
作者 王泽亮 黄树涛 +2 位作者 焦可如 立福 李金泉 《工具技术》 2014年第10期16-19,共4页
使用ABAQUS有限元软件对高体分SiCp/Al复合材料的颗粒和基体进行分别定义,仿真研究了高速切削复合材料时的温度场,分析了切削过程中切削用量和刀具角度对工件切削温度的影响。结果表明:在切削过程中,与刀具接触位置的颗粒温度较高且应... 使用ABAQUS有限元软件对高体分SiCp/Al复合材料的颗粒和基体进行分别定义,仿真研究了高速切削复合材料时的温度场,分析了切削过程中切削用量和刀具角度对工件切削温度的影响。结果表明:在切削过程中,与刀具接触位置的颗粒温度较高且应力值较高;SiC颗粒的温度较Al基体的温度低;第一变形区发现一条沿着剪切角方向非常明显的温升带。在稳定切削阶段,与刀尖接触位置的工件温度较高,且应力集中现象总是发生在SiC颗粒上。随着切削深度和切削深度的增加,切削过程中工件的最高温度均随之增加;随着刀具前角和后角的增大,切削过程中工件的最高温度均随之降低。 展开更多
关键词 SICP/AL复合材料 切削温度 切削用量 刀具角度
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铣削高强度钢刀具磨损有限元仿真研究 被引量:6
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作者 于晓琳 吕诚凯 +3 位作者 黄树涛 立福 张玉璞 赵萍 《工具技术》 北大核心 2022年第1期9-14,共6页
高强度钢作为难加工材料的一种,对其进行高效加工一直是工业难题。本文使用DEFORM-3D有限元仿真软件,选用不同铣削用量,通过单因素试验方法模拟了高强度钢的铣削过程,分析了刀具磨损形貌特征,得出了铣削用量对刀具磨损的影响规律。通过... 高强度钢作为难加工材料的一种,对其进行高效加工一直是工业难题。本文使用DEFORM-3D有限元仿真软件,选用不同铣削用量,通过单因素试验方法模拟了高强度钢的铣削过程,分析了刀具磨损形貌特征,得出了铣削用量对刀具磨损的影响规律。通过对刀具前刀面不同磨损程度区域取点并绘制铣削温度曲线图得出结论:刀具磨损程度越剧烈,铣削温度越高。 展开更多
关键词 高强度钢 铣削用量 刀具磨损 有限元仿真
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高速切削AF1410的切削温度有限元仿真分析 被引量:8
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作者 李鹏军 黄树涛 +2 位作者 张玉璞 于晓琳 立福 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期64-70,共7页
用Abaqus有限元分析软件建立WC硬质合金刀具高速切削AF1410高强钢的二维仿真模型,对切削过程进行模拟,获得切削过程中刀具、工件的温度分布情况,研究分析切削用量对工件的最高切削温度和稳定切削区平均最高温度的变化情况。结果表明:切... 用Abaqus有限元分析软件建立WC硬质合金刀具高速切削AF1410高强钢的二维仿真模型,对切削过程进行模拟,获得切削过程中刀具、工件的温度分布情况,研究分析切削用量对工件的最高切削温度和稳定切削区平均最高温度的变化情况。结果表明:切削过程中刀具、工件的温度变化趋势可分为3个阶段,每个阶段变化特征不同,且刀-屑接触面附近工件的最高切削温度始终高于刀具;工件的最高切削温度和稳定切削区工件的平均最高温度均随切削速度和切削深度的增加而增加,但随切削深度的增加幅度较小;稳定切削区域工件平均最高温度随切削速度和切削深度的增加速率低于工件最高切削温度的增加速率。 展开更多
关键词 高速切削 AF1410高强钢 切削温度 有限元仿真
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高速切削AF1410高强度钢的切削过程及切削力研究 被引量:8
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作者 李昊泽 黄树涛 +2 位作者 于晓琳 立福 焦可如 《工具技术》 北大核心 2021年第1期17-22,共6页
应用ABAQUS有限元分析软件建立了高速切削AF1410高强度钢的二维切削仿真模型,对切削过程进行模拟,获得了切削过程中的应力变化及分布情况以及切削参数对切削力的影响。研究表明:在刀具切入工件后,剪切应力的大小和方向基本保持不变,剪... 应用ABAQUS有限元分析软件建立了高速切削AF1410高强度钢的二维切削仿真模型,对切削过程进行模拟,获得了切削过程中的应力变化及分布情况以及切削参数对切削力的影响。研究表明:在刀具切入工件后,剪切应力的大小和方向基本保持不变,剪切角约为45°,随着刀具接近切出端,剪切角变为负值,切削层金属沿约-20°的负剪切角方向滑移变形,并在切出端形成残留塑性变形。切削分力Fx随切削速度和切削深度的增大而增大,其中切削深度的影响较切削速度的影响更大,但切削速度和切削深度对Fy的影响较小。 展开更多
关键词 高强度钢 切削力 切削用量 有限元分析
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金刚石膜超高速抛光温度场的有限元模拟 被引量:5
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作者 周丽 黄树涛 +1 位作者 立福 焦可如 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期152-158,共7页
金刚石膜超高速抛光是一种新的抛光方法,抛光区域温度场分布直接影响金刚石膜的抛光质量。本文采用三维热-力耦合有限元法分析了抛光盘超高速旋转时,不同直径的金刚石厚膜与抛光盘之间由于摩擦生热形成的温度场。结果表明:随着金刚石膜... 金刚石膜超高速抛光是一种新的抛光方法,抛光区域温度场分布直接影响金刚石膜的抛光质量。本文采用三维热-力耦合有限元法分析了抛光盘超高速旋转时,不同直径的金刚石厚膜与抛光盘之间由于摩擦生热形成的温度场。结果表明:随着金刚石膜直径的增大,其内、外边缘温度差明显增大。只有当金刚石膜与抛光盘作同向相对运动时,金刚石膜的内、外边缘温度才趋于均匀。文中得出的结论可以为金刚石膜超高速抛光机的设计和实际操作提供可靠的理论依据。 展开更多
关键词 金刚石膜 抛光 温度场 热-力耦合
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切削用量对高效铣削高强钢切削力的影响研究
14
作者 刘振祥 石海城 +3 位作者 黄树涛 立福 张玉璞 于晓琳 《工具技术》 北大核心 2024年第3期55-59,共5页
在切削速度v=100~300m/min、每齿进给量f_(z)=0.01~0.1mm/z、轴向切削深度a_(p)=1~3mm条件下,对30CrNi2MoVA高强钢进行了高效铣削试验,研究了切削用量对切削力的影响。试验结果表明,切削速度对切削力的变化影响不大,随切削速度的增加径... 在切削速度v=100~300m/min、每齿进给量f_(z)=0.01~0.1mm/z、轴向切削深度a_(p)=1~3mm条件下,对30CrNi2MoVA高强钢进行了高效铣削试验,研究了切削用量对切削力的影响。试验结果表明,切削速度对切削力的变化影响不大,随切削速度的增加径向力略有增加,切向力略有减小;轴向切削深度和进给量对切削力的变化影响较大,径向力和切向力均随轴向切削深度和进给量的增大而近似呈线性增大,且增幅较大;轴向力随切削用量的变化较小,且在不同切削用量下轴向力相差不大。在试验切削用量范围内,总体表现为径向力>切向力>轴向力。 展开更多
关键词 高强钢 切削力 切削用量 高效铣削
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干式高速高效车削D6AC高强钢的试验研究
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作者 韩英瑞 庄重 +4 位作者 石海城 黄树涛 立福 张玉璞 于晓琳 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期83-88,共6页
研究了TiCN+Al_(2)O_(3)涂层硬质合金刀具在高速高效车削未淬火处理的D6AC高强钢时,刀具磨损的特点及加工过程中切削力、切削温度和工件表面粗糙度的变化规律。结果表明:刀具磨损形态主要为后刀面磨损,在切削后期刀具前刀面发生局部破损... 研究了TiCN+Al_(2)O_(3)涂层硬质合金刀具在高速高效车削未淬火处理的D6AC高强钢时,刀具磨损的特点及加工过程中切削力、切削温度和工件表面粗糙度的变化规律。结果表明:刀具磨损形态主要为后刀面磨损,在切削后期刀具前刀面发生局部破损,后刀面发生剧烈磨损;刀具正常磨损阶段,各切削分力增长缓慢,主切削力>轴向力>径向力,当刀具破损发生剧烈磨损时,轴向力和径向力均波动较大,其平均值下降;刀具切出位置最高温度远高于工件已加工表面最高温度,在刀具正常磨损阶段,温度增长较平缓;加工表面粗糙度变化,刀具破损后工件表面沟痕明显加深。 展开更多
关键词 高强钢 刀具磨损 切削力 切削温度 表面粗糙度
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高强钢高效车削切削参数对切削力影响研究
16
作者 苏平 黄树涛 +3 位作者 石海城 庄重 立福 张玉璞 《制造技术与机床》 北大核心 2024年第3期44-50,共7页
D6AC高强度钢强度高、韧性好,是一种在众多领域应用广泛的难加工材料。文章从实现D6AC高强钢粗加工高效切削的角度,采用正交试验方法,研究其高效车削加工时切削用量三要素对切削力影响的显著性,根据试验结果利用极差分析和灰色关联分析... D6AC高强度钢强度高、韧性好,是一种在众多领域应用广泛的难加工材料。文章从实现D6AC高强钢粗加工高效切削的角度,采用正交试验方法,研究其高效车削加工时切削用量三要素对切削力影响的显著性,根据试验结果利用极差分析和灰色关联分析获得了各个切削用量对切削力影响的显著性顺序,建立了各个切削分力及切削合力的经验公式并进行了检验,结果表明切削力经验公式具有良好的准确性。 展开更多
关键词 D6AC高强钢 高效车削 切削力 灰色关联分析 经验公式
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基于DEFORM的整体CBN刀具切削钛合金的有限元分析 被引量:6
17
作者 代宝林 周丽 +1 位作者 黄树涛 立福 《工具技术》 2012年第10期27-30,共4页
利用DEFORM-3D有限元软件对整体CBN刀具车削钛合金进行了三维仿真,采用单因素试验法模拟分析CBN刀具车削钛合金时切削速度、背吃刀量和进给量对切削力和切削温度的影响。仿真结果表明:对切削力影响最大的是背吃刀量,其次是进给量,切削... 利用DEFORM-3D有限元软件对整体CBN刀具车削钛合金进行了三维仿真,采用单因素试验法模拟分析CBN刀具车削钛合金时切削速度、背吃刀量和进给量对切削力和切削温度的影响。仿真结果表明:对切削力影响最大的是背吃刀量,其次是进给量,切削速度的影响最弱。切削温度方面,切削速度对其影响最大,背吃刀量最小。 展开更多
关键词 钛合金 有限元 切削力 切削温度
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硬质合金涂层刀具车削GFRP的切削力研究
18
作者 韩剑平 黄树涛 +3 位作者 葛亮 施华 于晓琳 立福 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期15-21,共7页
研究了硬质合金涂层刀具车削玻璃纤维增强复合材料时,切削用量对切削力的影响,并通过正交试验建立了切削力经验公式。结果表明:切削速度引起的树脂软化对切削力的影响较大,切削分力随切削速度的增加先减后增,但切削速度由243 m/min增至3... 研究了硬质合金涂层刀具车削玻璃纤维增强复合材料时,切削用量对切削力的影响,并通过正交试验建立了切削力经验公式。结果表明:切削速度引起的树脂软化对切削力的影响较大,切削分力随切削速度的增加先减后增,但切削速度由243 m/min增至342 m/min时,切削力变化趋于平缓;切削力随进给量和背吃刀量的增加而增大,但在进给量为0.05 mm/r时,由于涂层刀具刃口的挤压作用,轴向切削力反而较大。正交试验和极差分析表明,背吃刀量对切削合力及各切削分力的影响最大,切削速度对切削合力及轴向分力Fx和径向分力Fy的影响次之,进给量对主切削力Fz的影响较切削速度大。 展开更多
关键词 玻璃纤维增强复合材料 切削用量 切削力 硬质合金涂层刀具
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CVD金刚石膜的热化学抛光技术 被引量:5
19
作者 黄树涛 周丽 +1 位作者 焦可茹 立福 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1456-1462,共7页
金刚石膜的抛光技术目前已成为影响金刚石膜推广应用的关键技术之一。近年来开发的各种金刚石膜抛光技术都有其各自的优缺点和局限性。基于碳原子扩散的金刚石膜热化学抛光技术因抛光质量好、效率较高、机械损伤小等优点,而具有发展前... 金刚石膜的抛光技术目前已成为影响金刚石膜推广应用的关键技术之一。近年来开发的各种金刚石膜抛光技术都有其各自的优缺点和局限性。基于碳原子扩散的金刚石膜热化学抛光技术因抛光质量好、效率较高、机械损伤小等优点,而具有发展前景。但目前开发的将抛光盘整体加热至高温的热化学抛光方法,存在设备运行复杂、抛光加工成本高等问题。本文综合论述了金刚石膜热化学抛光技术的发展、特点及不同因素对金刚石膜热化学抛光的影响,在此基础上提出了一种稀土金属辅助作用下的金刚石膜超高速抛光新方法。运用扩散理论分析了抛光温度对金刚石膜理论去除率的影响,所得结果与实验较符合。本文提出的超高速抛光方法具有设备简单、可用于金刚石膜的精密抛光等优点。 展开更多
关键词 金刚石膜 热化学抛光 扩散 超高速抛光
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SiC_p/Al复合材料高速切削的研究现状 被引量:6
20
作者 周家林 黄树涛 +1 位作者 立福 彭瑞卿 《工具技术》 北大核心 2008年第7期3-7,共5页
介绍了SiCp/Al复合材料的特点、应用现状和加工难度,综合评述了SiCp/Al复合材料高速切削的国内外研究现状,分析了目前存在的主要问题及今后的研究方向。
关键词 SICP/AL复合材料 高速切削 切削参数 刀具磨损
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