复合加工范文（精选11篇）
复合加工 第1篇
1 不锈钢的物理力学特性
不锈钢的主要特征是抗蚀性和抗氧化性优于结构钢,不锈钢的基本合金元素是铬(Cr)或铬-镍(Cr-Ni),分别构成Cr系及Cr-Ni系不锈钢。Cr是形成不锈钢抗蚀性的重要元素。含12%Cr的钢在大气和氧化性电解质条件下,呈现良好的钝化,具有良好的室温、高温抗蚀性与中温抗氧化性。含Cr越高,抗蚀性和抗氧化性越高。
不锈钢具有优良的冷变形加工性,室温及高温的高塑性和韧性。
不锈钢一般导热性差,弹性模量低,伸长率及断面收缩率大。
2 用砂轮磨削加工不锈钢
磨削不锈钢,磨屑极易附在砂轮表面上,使磨粒失去切削作用。增大砂轮与磨削表面的摩擦,增大磨削力及磨削温度,使加工表面完整性恶化。
砂轮堵塞的种类很多,不同的工件材料和加工条件所产生的堵塞状态各异,分类方法也不同。嵌入型堵塞主要是磨屑机械地侵嵌在砂轮空隙里,其中磨屑与磨粒之间并无化学粘着作用发生。粘着型堵塞的形成过程是:首先在磨屑和磨粒之间产生化学粘合,然后磨屑之间在机械力和压力作用下相互熔焊,形成了粘屑型堵塞。砂轮工作面及空隙处,既有嵌入型堵塞又有粘着型堵塞时,这种堵塞状态称为混合型堵塞。磨削不锈钢时为混合型堵塞。
磨削不锈钢(1Cr18Ni9Ti)时,可看到磨屑粘熔结在一部分磨粒和结合剂上,其表面有清晰的磨削挤压过的痕迹,成层状的磨屑已将磨粒完全包住。此外,也可以看到长的磨屑嵌在比较大的空隙中。
磨削不锈钢时砂轮堵塞的机理主要有以下几点:
(1)在磨削过程中,由于磨削温度的作用,易生成TiO2和Ti2O3,这种氧化物硬度与刚玉砂轮基本相当,这种硬度一致的材料在高温、高压下易产生粘合现象。
(2)氧化物Ti2O3和刚玉Al2O3晶体结构相同,点阵参数相近,所以Ti2O3和Al2O3之间有很好的亲和力。
(3)Ti元素化学活性大,易和碳、氮、氧生成化合物,这种化合物又易形成一种钛酸铝的固溶体Al2O3、Ti2O3,使钛与刚玉有了较强的结合,形成了新的化合物。
(4)钛的氧化物和刚玉的热膨胀率很接近,更提高了对刚玉粘附的可靠性。
由于以上原因,使不锈钢在磨削时,砂粒与磨屑之间极易产生化学粘合现象,造成砂轮堵塞。当磨粒刃口被第一层化学粘附层包住后,大大减少了磨削能力。以后的磨削是在粘附的磨屑与待加工表面间的滑动和挤压过程中进行的,磨削力和摩擦热都剧增。这种高温、高压、高摩擦力的状态,促成了磨屑与磨屑之间的压焊过程,这种多个单元磨屑多次的相互压焊,形成了砂轮的堵塞,这就是粘着型堵塞的形成机理。
(5)砂轮磨损
用刚玉砂轮磨削不锈钢(1Cr18Ni9Ti),砂轮出现三种磨损类型,Ⅰ型:磨耗磨损,不出现粘附;Ⅱ型:磨耗磨损平面上粘附磨削;Ⅲ型:砂轮由点粘附扩展为面粘附,达到一定粘附率时,粘附物连同磨粒一起脱落,在砂轮表面上形成空穴。
磨削不锈钢材料时,砂轮会发生粘附磨损,粘附造成砂轮磨损的第一个原因是磨粒随粘附团的一起脱落,粘附磨损的另一个原因是随着粘附团的脱落,砂轮在粘附团附近的磨粒受到损伤,这些损伤的磨粒比较容易脱落。
3 电解磨削复合加工不锈钢
3.1 不锈钢表面电解磨削复合加工的加工原理
电解磨削复合加工,在一台机床上把机械加工、电解加工有机地结合起来,施加最佳加工能量,达到最优加工条件。
工具电极接直流电源的负极,工件接正极;用电解液泵把电解液泵入加工区,砂布轮以一定的转速旋转,并沿一定路线移动,同时砂布轮对工件表面施加一定的压力。接通直流电源后,工件表面受到电解阳极溶解和机械磨削的复合加工。
由于工件的加工表面高低不平,电解磨削复合加工时高处的钝化膜首先被磨粒刮除,露出的金属表面又会重新被电解溶解,溶解的同时又产生了新的钝化膜。低处的金属钝化膜因磨粒刮削不到而得以保留,这样就保护了低处的金属不被电解。这个过程不断循环进行,使得工件表面整平效率迅速提高,表面粗糙度值迅速降低。
磨削作用是提高电流效率的主要因素,磨粒磨削的目的主要是加速电解作用,电解磨削复合加工工件的表面粗糙度大小主要取决于磨粒的机械磨削程度。一般情况下,电解成膜的膜的硬度和强度大大低于金属本体,很容易被磨粒刮除。
3.2 电解液
电解液不仅起到电解作用,同时也能用来降低磨削区的温度,减少砂轮磨损、冲刷磨屑,因而它对磨削效果和砂轮磨损的影响有双重性。所选用的电解液应具有较高的导电性及流动性;阳离子不能在电极表面电解附着;该电解磨削液能在工件表面形成适当的非溶性钝化生成物,且腐蚀性小、无毒性作用,具有液体组成稳定、价格低廉等特点。电解磨削复合加工不锈钢(1Cr18Ni9Ti)选用NaNO3水溶液作为电解液。
3.3 砂布页轮
砂布页轮是涂附磨具中的一种,由许多砂布页片牢固地固定在一个钢套上。
涂附磨具是将磨料用粘结剂粘结,固定在柔性基体上的一种磨具,用于高精度、高效率磨削及抛光。磨料、结合剂、基体是涂附磨具结构三要素。涂附磨具的磨削、抛光性能及特征取决于基体种类及其处理、磨料种类及粒度、粘结剂种类及粘结强度和磨具形状、尺寸。
砂布页轮磨削机理:砂布页轮是一种用粘结剂将磨料粘结在柔软的基体上的特殊磨具,砂布页轮所选用磨料大都为精选的针状磨粒,粒度均匀,磨粒棱角比较明显,以静电植砂后,磨料以定向排列,呈单层均匀地分布在基体表面。通过改变植砂条件可以控制磨料植砂密度,以调整磨粒之间空隙,利于排屑和容屑。用砂布页轮磨削时,每颗磨粒相当于一把锋利的多刃刀具,各刃与工件接触角度、接触深度不同。因此,磨粒对工件既有切削作用,又有刻划与滑擦作用。前颗磨粒在工件表面上所留下的切削沟痕边缘及因刻划而产生的塑性变形,又被后一颗磨粒切削、刻划、滑擦,实现砂布页轮对工件连续的磨削加工。由于砂布页轮固有的特点,砂布页轮与工件接触区同时投入磨削的磨粒多,且锋利,故磨除效率高于固结砂轮,产生的磨削热少。且因磨粒之间分布空隙及磨粒在空间与空气接触时间长,易于磨削热扩散,故砂布页轮磨削温度低。由于砂布页轮具有柔软性且磨削速度稳定,加上具有弹性,对振动响应不敏感,易实现高稳定性磨削加工,获得高的加工精度和表面质量。
涂附磨具(砂布页轮)与固结磨具(砂轮)相比,具有以下特点:
(1)性能柔软“柔软”是涂附磨具的最大特点。它可以折迭、弯曲、卷绕和剪裁成条、块及各种形状,满足不同加工需要。
(2)磨粒微刃锋利静电植砂磨粒垂直于基体表面植入胶层,磨粒尖端朝外,且分布均匀,形成锋利的微刃,故磨削效率高,磨削表面纹理均匀。
(3)磨粒把持力大磨粒在静电场中受到持续电场力的作用下,以较大的动能植入胶层较深,胶层固化干燥后,磨粒获得足够的把持力,在磨削中不易脱落。涂附磨具在磨削过程中不存在“自锐”问题,在磨钝后更换新涂附磨具。
(4)使用方便安全涂附磨具重量轻、携带方便、更换容易、换后不需平衡,在使用中不需要修整。
砂轮磨削过程中,砂轮工作表面的磨粒会逐渐磨钝,砂轮磨钝后磨削力增大,磨削温度上升,发生颤振与烧伤,工件表面容易发热而出现烧伤。使被加工零件的表面完整性受到极大影响。同时,砂轮的磨钝也会使砂轮工作表面丧失正确的几何形状,使加工精度降低。因此,为了及时地除去磨钝的磨粒,为了使砂轮在使用中能保持正确的形状和锐利性,就需要定期对砂轮进行修整,造成磨具的大量磨耗。
砂轮的重心不在旋转轴中心线上时,砂轮存在不平衡,在砂轮高速旋转时产生离心力而引起振动,影响被加工表面质量,加快磨床磨损,还会引起砂轮的破裂,造成设备损坏,人身伤害。所以,安装前,必须校对安全工作速度,用木槌轻敲砂轮,看砂轮内部是否存在裂纹。砂轮装好后,须经过一次静平衡才能装到磨床上去。
(5)设备简单涂附磨具使用设备简单、易于制造、造价低、易于实现自动化。砂布页轮重量轻且震动小,且由于柔软,对振动不敏感,故对设备刚性要求较低。
(6)砂布页轮切削速度稳定砂布页轮在使用中磨损少,可以长期以稳定的速度进行磨削,这是一个突出的特点。砂布页轮稳定的磨削速度适合于高精度的磨削加工。固结磨具加工时大多数金属对砂轮速度变化敏感,特别是加工小曲面及高精度加工时更是如此。
(7)切削温度低砂布页轮磨削由于其间断磨削的特性,工件受热时间短,改善了散热条件,它可以在相同的磨削用量下比使用普通砂轮大幅度地降低磨削温度,有效地减轻和避免工件表层的热损伤,在相同的温度下可以大大提高磨削用量,获得更高的生产效率。砂布页轮断续切削,为电解液进入磨削区创造了有利条件,当磨削刃与工件分离时,电解液可以顺利进入磨削区,包围着磨粒进行冷却润滑。当磨削刃切入时,电解液被强力挤压,形成瞬时高压,使电解液直接深入到磨削刃与切屑的接触表面,充分地起到冷却和润滑的作用,降低磨削区的湿度。
所以砂布页轮与固结砂轮磨削不锈钢相比具有高效磨削、“冷态”磨削、弹性磨削的突出特点,具有广泛应用范围。
4 结论
不锈钢一般导向性差,弹性模量低,伸长率及断面收缩率大。给磨削带来困难。针对不锈钢加工特点,采用电解磨削复合加工,通过砂布页轮、电解液的选择及各种加工参数的合理组合,解决了用砂轮磨削不锈钢中的砂轮粘附、加工硬化、砂轮磨损、裂纹等问题,提高了不锈钢加工表面质量和使用性能,提高工件的耐磨性、耐疲劳性、耐腐蚀性,找到了电解磨削复合加工不锈钢的理论根据,使电解磨削复合加工不锈钢表面成为可行。
参考文献
[1]储兴华.磨削原理[M].北京:机械工业出版社,1988.
[2]李伯民,等.现代磨削技术[M].北京:机械工业出版社,2003.
复合加工 第2篇
2014年1月12日，由陕西秦川机床工具集团有限公司牵头承担的“立式铣车复合加工中心”课题在用户现场西安三航动力科技有限公司通过了验收。课题验收专家组长由北京机床研究所杨京彦研究员担任，在会上，秦川集团、西安理工大学、山东大学、深圳市大族电机科技有限公司等牵头和参与单位分别做了汇报，机床用户西安三航动力科技有限公司介绍了产品应用和试验验证情况。
该课题完成了VMT80和VMT100两款4台样机的研制，其中一台采用国产数控系统及力矩电机，机床X/Y/Z轴快移速度60m/min，工作台承重1500Kg/1200Kg，转速500/600rpm，主轴转速12000rpm，实现了车铣复合、五轴联动加工功能。完成了整机试验台、高速进给试验台、车铣双功能转台试验台、摆头动力刀架试验台和高速电主轴试验台五个试验台的建设，开展了铣车复合加工中心整机设计、机床综合性能检测及补偿、机床热变形及热阻分析等技术研究和应用，设计并研制了双功能车铣复合转台、摆头动力刀架、力矩电机等关键设备，具备了向用户提供典型零件成套工艺解决方案的能力。经国家机床质量监督检验中心检测，课题研发产品的几何精度、位置精度、工作精度等指标都达到任务合同书的要求，机床MTBF超过900小时。用户使用VMT80加工了包括离心叶轮、XX17涡扇航空发动机风扇整体叶盘、某型轴流风机多种型号叶轮、XX13E涡扇航空发动机整体叶盘、某型涡轴航空发动机离心叶轮等多种零件。加工零件均满足设计精度指标要求，通过了用户验收。用户表示，VMT80立式铣车
复合加工中心使用效果可与国外同类机床相媲美，能够替代进口，实现整体叶盘类航空发动机复杂结构件的多坐标联动数控车铣复合加工。机床的成功研制及投入使用，可为我国航空发动机机匣、整体叶盘、鼓风机叶轮、叶片等复杂曲面零件加工提供装备。
在该课题技术成果的基础上，陕西秦川机床工具集团有限公司完成了龙门式车铣复合加工中心系列产品VTM180、VTM260、VTM180/
新型复合多彩板式瓦加工项目 第3篇
▲市场前景——
目前，我国城乡建设迅猛发展，给屋面用瓦提供了巨大的市场空间。同时，由于楼房顶层防水隔熱问题一直未能彻底解决，“平改坡”的建筑模式被大力推广和应用。本产品可广泛用于我国目前“平改坡”的厂房、民房等建筑，是理想的屋面材料。
本产品具瓷釉质感，色彩鲜艳、永不褪色，其强度、防渗漏性能大大优于传统瓦，深受市场欢迎。
▲产品特点——
1、性能优：克服了传统瓦(黏土瓦)和其他建筑瓦(水泥瓦、彩钢板瓦、七彩瓦)诸多缺点，具有保温、隔热、防水、绝缘、隔音、坚韧等特点。同时具有较强的抗冲击性和减震性。
2、安装拆卸方便：只需将边角处锯切即可直接铺设。施工不需用苇薄泥土，减少大量劳力、工时。同时能够在任何天气条件下施工，从而缩短施工周期、节约人工费用。
3、适用范围广：适用于不同形状的如弧形、圆形、锥形等特殊屋顶。
4、色彩丰富、造型美观：可加工生产多种色彩和图案的成品，可以满足不同建筑风格的需要。对目前流行的中国传统建筑风格和欧陆风情的建筑，均适用。
5、具有较长使用寿命：使用寿命在30年以上。在正确安装的情况下，屋面很少需要维修，甚至不需要维修。
6、环保：本产品无需烧制，可节约大量土地和燃料，同时也减少了空气污染。
▲投资条件与效益估算——
优化复合刀具提升孔加工效率 第4篇
超精密孔的高效加工和大批量生产
汽车零部件有大量的孔需要加工, 孔的加工质量会受孔深、工件夹持刚性、切削液质量以及排屑方式的影响。伊斯卡推出的束魔变色龙钻 (SUMOCHAM, 见图1) 延续了以往产品快换刀头的特点, 刀头和刀槽设计又经过了改良, 具有高的金属切削量以及由于可更换刀头带来的高经济性。其革新的夹持机构, 在提升生产率的同时, 可换刀头数量更多。钻杆带螺旋内冷却通孔, 更耐用, 结构更可靠。提供四种不同标准几何形体的可换刀头, 分别用于钻削钢、难加工材料、铸铁和铝合金。直径范围7～25.9mm, 钻深为1.5mm×D、3.5mm×D、8mm×D和12mm×D。
束魔变色龙钻独特的刀槽设计, 通过机械结构更好地利用了切削力, 切削力被成功地转换为夹持力, 利用刀槽的反作用力夹紧刀片。因此切削力越大, 夹紧力越大。接触区域因夹持力产生较小的应变, 且不会发展成为塑性变形, 这使得可换刀头数至少增加至现有变色龙钻头结构的三倍。新的夹持结构使生产效率提高了50%。夹紧扭矩更低, 降低了刀槽的内应力, 提升了刀具寿命。刀头连接部位为圆柱形设计, 连接部位夹持区域更大, 并设计有止推部位, 消除了刀头被拉出而脱落的可能性。该系列产品还具有高刚性、大螺旋角排屑槽表面质量好, 排屑更顺畅的特点。其切削部位具有很好的切屑控制能力, 能减少积屑瘤现象, 并可在保持高精度等级的同时采用较高的切削参数。另外, 刀头夹持机构有助于延长刀具使用寿命, 使得单个钻杆的刀槽可更换刀头数更多、更经济。
有家企业曾向伊斯卡询求孔加工解决方案, 方案要求在SAE碳素钢的管板上钻削1700个孔。针对该解决方案, 伊斯卡工程师需要达到两个目的:首先要缩短加工周期, 其次是在保证相同精度等级的情况下提高生产效率和收益率。基于上述考虑, 伊斯卡工程师在方案中使用了直径25mm的束魔变色龙钻。与机床先前配备的刀具相比, 该钻头可以提高30%的切削速度、25%的进给率、33%的工作台进给速度, 换刀时间仅为原来的10%。最终的结果是, 单个工件的钻削时间缩短了40%, 生产效率提高了63%, 并且综合各方面因素, 总成本降低了21.4%。
提高大直径孔的钻削效率
大直径孔的钻削是工业领域中的又一重要应用。针对该应用, 伊斯卡推出了一种新型标准刀具, 即束魔大直径螺旋钻 (DR-TWIST) 。虽然该钻头仅配备四个钻杆, 但由于利用刀夹和辅助垫片可以根据需求调节刀具直径, 因此其加工直径范围达61～80mm, 并且金属切削量大、生产效率高。它的接柄为直径50mm的削平柄, 钻杆带刀夹, 刀夹上可装夹规格为10mm、11mm和12mm的方形刀片 (带四个切削刃) 。提供两种断屑槽形式的刀片, 合金牌号为:IC808/908用于钻削低合金钢、不锈钢、高温合金;IC8080推荐用于高速钻削铸铁及钢。
钻杆的排屑槽螺旋角度较大、排屑空间较宽, 因此可以轻松地排出各种被加工材料的切屑。刀夹经特殊硬化工艺处理, 抗切屑磨损能力更强。
提高深孔的钻削效率
深孔钻削广泛应用于汽车工业、模具和航空工业中。钻削深孔时往往采用长度直径比为20mm×D的硬质合金钻头。但为了提高生产效率、重复定位精度以及加工精度, 推荐在深孔钻削时采用深孔钻技术。
关于枪钻技术, 伊斯卡走得更前沿, 推出了变色龙枪钻 (CHAMGUN) , 这也推动了深孔钻技术往更深层次发展。采用变色龙枪钻, 可实现驱动柄在机更换刀头, 这样就无需从机床上取下变色龙枪钻就可快速更换刀头。变色龙枪钻是很经济的深孔钻削解决方案。变色龙枪钻采用伊斯卡配置的塑料扳手即可轻松装卸刀头。变色龙枪钻设计的特殊刀槽可以更换多种刀头。刀槽和钻管之间采用一种新型的工艺焊接, 以承受更高扭矩。每个钻头刀槽均可装夹不同直径、不同几何形状、不同断屑槽的刀头, 从而可用于加工各种材料。
采用变色龙枪钻, 可以获得高直线度、高同轴度及高同心度。另外, 被加工孔的表面粗糙度也可轻松达到Ra=0.4～1.6mm。
每个钻杆可装夹直径增量为0.2～0.3mm的标准刀头。可钻削直径为9.8～16.19mm。标准刀头直径以整数为基数, 以0.5mm增量递增 (见图2) 。
伊斯卡DR-DH深孔钻主要用于钻削深度直径比为7mm×D及以上的深孔, 可用于标准卧式铣削中心、车床以及多任务机床。因此避免了使用专用机床以及特殊调试等步骤。此深孔钻接柄可夹持于机床, 且无需特殊的切削液压力或额外添加冷却泵。DR-DH深孔钻为半标准品, 其加工直径为25.4～69.5mm (见图3) 。
铰孔不再是技术瓶颈, 成为提高生产效率的助推器
伊斯卡公司为追求获得更窄的公差范围和孔加工高质量的表面粗糙度, 最新研制出一种新型的高速铰削系统, 即卡口式铰刀 (BAYOT-REAM) 。该铰刀由带有独特卡口式快速换刀机构夹持可换式硬质合金铰刀头组成, 重复定位精度在3mm以内, 适合于加工直径11.5～32mm, 孔径公差为H7的孔。其铰刀头通过螺纹卡口夹持于硬涂层 (HARD TOUCH) 钢质刀杆上, 铰刀头的装卸操作经由一种专用扳手来实现。为了获得更有效的润滑, 延长刀具的使用寿命, 铰刀的每个切削刃上均设计有一个内冷却通孔。
卡口式铰刀是一种针对高速铰削应用的模块化系统, 快换刀头、无需对刀时间, 可以极大地提高生产效率。另外, 可更换刀头的类型也多种多样, 具有不同几何形体和合金牌号, 还提供钎焊PCB和CBN的铰刀头。这种创新设计来自于对高速铰削能力的重视。通过超大幅度增加进给量 (比普通的铰削快30倍) 来实现这种高速铰孔能力, 而高速铰削能为大批量生产带来很大益处, 缩短了加工时间、减少了劳动力成本、提高了生产效率。它不仅可以用来铰削盲孔和通孔, 还可以铰削十字交叉孔或键槽。
卡口式铰刀系列的最新产品是BAYO小排屑槽铰刀 (见图4) 。该铰刀的小排屑槽设计使得每个切削刃都能获得有效的切削液供应, 增大压力的切削液直接喷向被加工孔的底部。由于新型刀具的BAYO小排屑槽铰刀头与工件间的间隙更小, 被加工孔内部以及切削区域附近的切削液压力可以得到有效提高。而切削液压力的提高不仅有利于铰刀头在高速下穿过被加工材料;有助于排屑;排屑时被加工孔表面不会留下任何痕迹。另外, 此款铰刀头导向块支撑得到加强, 有助于提高圆柱孔的加工质量和被加工表面精度。
针对复合材料钻削的创新型解决方案
目前, 复合材料钻削是现代汽车及航空工业的需要。以往, 钻削复合材料时会出现破裂、分层、烧伤、表面质量差以及同轴度不佳的问题。特别在钻削层压材料或多层材料, 如上层是钛合金, 底层是铝合金, 中间层是碳纤维增强塑料时, 这些问题表现得尤为严重。
在航空航天工业中, 钻削复合材料被视为一种至关重要的加工类型, 铆钉孔钻削工艺对孔径、孔壁表面质量、圆度以及同轴度都有很高的精度要求。伊斯卡研发了一种安装在变形金刚 (MULTI-MASTER) 刀杆上的特殊刀具, 采用该刀具进行插补运动, 可以满足所加工孔的要求 (见图5) 。
采用该刀具的钻削加工顺序为粗加工、半精加工和精加工, 最终获得所需的孔, 所加工孔的直径、表面质量、圆度以及同轴度都能够满足相应的要求, 并且不会产生破裂、分层或烧伤等问题。
能够满足复合材料或层压材料钻削加工要求的另一种加工方法是使用螺旋插补钻。但是, 螺旋插补钻技术有其自身的局限性, 并且在硬件设备上需要较多的资金投入。
结语
如今, 制造商们都在努力提高自己的生产效率。越来越多的制造商正在努力优化生产过程, 以期将生产成本降到最低。在孔加工领域, 制造商需着重关注钻头的快速钻削以及快速有效地排屑。这两个因素外加适当的切削条件、夹具夹持刚性、较大的排屑槽, 以及精心设计的冷却喷嘴, 才能够保证生产效率的提高。
复合加工 第5篇
引言
天然的透光云石色泽绚丽，具有天然的透光性，因此，被广泛用于各种高档场所中的透光玉石拼画、透光灯柱、透光背景、透光吧台、透光墙、透光石灯具、透光石茶几、透光地铺以及各种透光造型中。随着科技的不断发展，目前市场上出现了大量的人造透光云石，同人造透光云石相比，天然的透光云石的色泽度和透光性能更贴近自然，并且天然的质量效果好的透光云石越来越稀少，进而显得更为珍贵，因此，很多高档装修中，明确要求采用天然的透光云石，并且不少设计师认为只有天然的透光云石才能真正体现出设计意图，达到设计效果。但天然的透光云石价格昂贵，材质比其他石材较为疏松，如何既能体现设计意图，达到设计效果，又能保证天然透光云石的质量，还能降低天然透光云石的价格呢？天然玻璃复合透光云石初步解决了这一难题。
2006年我参与了广州白云国际会议中心的精装修施工，这篇文章结合此工程，对天然玻璃复合透光云石的加工工艺及施工工艺进行了探讨。
工程概况
广州白云国际会议中心用地面积约25万平方米，主体建筑包括B、C、D三栋会议展览中心和A、E两栋配套酒店。包括10万多平方米的会议场地、近2万平方米的展览场地及1100间客房。广州白云国际会议中心是广东省、广州市的重点工程。该会议中心以会议为主体，配套建设展览、商业和酒店等设施，能满足各种类型和各种规模的国际、国内会议的需要，并提供完善的配套服务，对于促进广州的经济发展和文化交流将发挥积极作用。我参与了主体建筑中C栋会议展览中心的精装修施工，其中C栋二层宴会厅墙面的透光云石柱采用了天然玻璃复合透光云石。
天然玻璃复合透光云石的加工工艺
广州白云国际会议中心采用的是1200*1000mm左右的天然玻璃复合透光云石，由于规格较大，经过和设计、厂家多次沟通，最终采用450*150*10mm的天然透光云石规格板粘贴在1200*1000*12mm的透明玻璃大板上形成的天然玻璃复合透光云石板，以达到设计效果要求。
1.石材的选料及切割加工
在厂家切割好的透光云石大板中，选择色差小、花纹均匀、无斑点、色泽符合要求的大板。大板选择完成后，将石材切割成451*151mm的规格板，将石材周围的毛边打磨去除，打磨完成后刚好为450*150mm的规格板（切割成规格板可以提高厂家的出材率，降低材料的成本）。将规格板用清水清洗干净，直至石材放入水中不污染清水为止，并将石材放在干燥、干净的环境中晾干。
2.玻璃的加工及透光云石的粘贴
（1）按下单图纸加工好12mm的超白钢化玻璃，由于天然玻璃复合透光云石采用直径为25mm，长度为120mm的实心不锈钢广告钉固定，因此，12mm的超白钢化玻璃为按图纸加工好的四角钻孔玻璃，玻璃上孔的孔径为15mm。采用超白玻璃可以保证玻璃的透光度，不因玻璃的存在而影响天然透光云石的透光性能。玻璃的加工尺寸必须按图纸精确加工，厂家必须对每块已经加工好的玻璃进行尺寸、打孔位置、孔径进行复核，复核无误后，才能作为天然透光云石的背板进行使用；
（2）按玻璃规格将已经加工好的透光云石规格板按图纸要求放置在玻璃上进行试拼装，并对石材进行调换调整，尽量保证透光云石颜色的一致，将有色差的透光云石进行更换。石材排版完成后，将突出玻璃四周的石材按玻璃的规格切割整齐，并对切割边进行打磨。在打磨过程中，一定要仔细，防止打磨机器碰碎钢化玻璃，并防止周边的石材崩边掉角；
（3）将专用的透明树脂胶均匀的涂在石材背面，然后将石材粘贴在玻璃上，并将粘贴好的天然玻璃复合透光云石放在干净、干燥处进行晾干；
（4）透光云石粘贴在玻璃上达到一定强度后，在原玻璃孔位置，用外径为15mm的开孔器进行开孔，并将孔周围打磨光滑；
3.天然玻璃复合透光云石的抛光打磨
（1）玻璃上天然透光云石的补缝：透光云石粘贴在玻璃上后，必须对部分石材接缝位置进行处理，有少量崩边的，采用专用的透光云石修补材料进行修补，少量缝隙不均匀的，采用专用的透光云石填缝剂进行补缝处理，处理完成后，清理掉石材上的污渍；
（2）整体打磨；由于粘贴在玻璃上的透光云石，平整度、光泽度均难以满足效果要求，必须对天然玻璃复合透光云石进行整体打磨。将在玻璃上粘贴好的透光云石放在石材抛光打磨机器上进行抛光打磨，直至光泽度、平整度满足要求为止；
（3）石材的防护处理：采用专用石材防护剂对粘贴在玻璃上的透光云石进行5面石材防护处理。
天然玻璃复合透光云石的施工工艺
天然玻璃复合透光云石安装的好坏是体现整体效果的关键一环，再好的天然玻璃复合透光云石，如果没有好的施工工艺，它的华丽也只能被掩埋。要想高质量就必须了解它的施工工艺。
1.清理基层、放线
在施工前必须做好施工前的准备工作。将原结构柱及柱周围地面清理干净，按照图纸要求放出天然玻璃复合透光云石的完成面线、标高控制线及钢架基层线；
2.钢架基层的焊接
由于天然玻璃复合透光云石透光，因此，内部钢架必须采用镀锌角钢，并且严格按图纸要求进行焊接，在焊接位置，敲掉焊渣后，涂刷三遍银灰色防锈漆，防止在亮灯的时候出现阴影；
3.实心不锈钢广告钉位置的固定
天然玻璃复合透光云石采用直径为25mm，长度为120mm的实心不锈钢广告钉固定，因此，不锈钢广告钉的位置必须精确到毫米。实心不锈钢广告钉的固定是施工过程中的难点，因为不仅要保证不锈钢广告钉的水平度、垂直度，还需保证每根柱上的天然玻璃复合透光云石的不锈钢广告钉固定件安装在同一水平面上，并且误差均需控制在毫米范围内。在钢架基层上用红外线垂直水平仪精确定出角码的位置，并用铅笔精确的画好角码需焊接位置，定位好后，进行角码的焊接。角码焊接完成后，精确的定出不锈钢广告钉的焊接位置，再将不锈钢钉广告钉焊接在角码上，为了防止焊接过程不锈钢钉的移位或不垂直，必须用红外线水平垂直仪器进行校准，并先进行点焊，确定无误后再进行满焊，焊接完成后，敲掉焊渣，涂刷三遍银灰色防锈漆。
4.灯具的安装
在天然玻璃复合透光云石造型内需安装冷阴极灯管，灯管必须均匀排布，以保证灯光的效果。经过放线定位后，安装好每根灯管，并进行灯具的检测，确定灯具的线路无误，灯具全部能正常亮灯后进行天然玻璃复合透光云石的安装；
5.天然玻璃复合透光云石的安装
（1）在天然玻璃复合透光云石的包装拆除过程中，施工人员，必须佩戴白色手套，防止石材被污染，并在地面上铺好保护毯，防止在临时放置的过程中被损坏；
（2）在天然玻璃复合透光云石的孔内塞好透明的圆形空心橡胶垫；
（3）将天然玻璃复合透光云石按水平标高控制线用实心的不锈钢广告钉固定好三个角，固定好后再进行局部微调，微调完成后再固定第四个角。从底部向上依次进行，直至安装完成。
通过广州白云国际会议中心对天然玻璃复合透光云石的运用，我们可以了解到复合玻璃透光云石的加工工艺和施工工艺，进而了解复合玻璃透光云石的加工难点及施工难点，希望对其他采用这种复合玻璃透光云石的工程有借鉴意义。
在现阶段精装修行业中，施工材料的加工工艺及施工工艺日新月异，新材料、新工艺将越来越普遍的得到运用。广州白云国际会议中心所采用的天然玻璃复合透光云石不仅使越来越珍贵的天然透光云石得到充分的利用，还降低了施工成本，保证了设计效果。希望在以后更多的工程中采用这种类似的材料加工工艺和施工工艺，进而促进精装修行业的进一步发展。
经过不断学习，采用实践和理论相结合的方式进行巩固，我的专业知识和专业技能有了较大的提高，积累了一定的经验，希望在以后的学习和工作中，和更多的行业人士相交流，进一步提高自己的能力，为社会的进步和发展做出自己的贡献！
超声复合放电微细加工试验研究 第6篇
1.1 微细超声加工
在微细超声加工过程中,换能器将高频电振荡信号转换成机械振动,而变幅杆进一步将机械振动的位移放大,连接着变幅杆的工具头作纵向振动时,就冲击磨料颗粒,磨料颗粒又冲击加工表面,无数磨料颗粒连续不断地冲击,就可以去除加工表面的材料[1]。
1.2 超声复合放电加工
图1为超声复合放电加工机理图。图1(a)中,微细电极和工件接脉冲电源,工件接电源的正极,微细电极接电源的负极,以一定的微压力使工具电极和加工工件保持接触,两极之间加入含有磨料颗粒的工作介质(如去离子水、无水乙醇等),工具电极引入超声频振动,在一定电压及振幅下,加工间隙中将产生脉冲性火花放电。图1(b)中,两极之间存在最小间隙xmin,大小约为单个磨粒直径,它的作用主要是能够避免放电短路,当极间间隙满足xmin
2 超声复合放电试验系统的构建
超声复合放电加工与常规的放电加工有很大的不同,它既可采用专用的脉冲电源也可采用直流电源来实现放电脉冲[3]。工件与工具电极之间的周期性超声频振动将产生参数可控的并且规则的脉冲火花放电,来实现对工件材料的放电加工。图2为超声复合放电微细加工系统图。本系统的直流(脉冲)电源斩波信号是从超声频信号中取出的,是通过调制斩波电路对电源进行斩波,实现在小间隙时加工,在极小间隙和大间隙时电源关闭(停止加工),从而实现电火花放电电源与超声频振动的同步。
3 工具头的设计与制作
本试验中使用阵列圆形微凸起工具头和阵列正方形微凸起工具头,工具头的具体制作过程如下。
3.1 阵列圆形微凸起工具头
图3为圆形微凸起工具头结构图。母电极圆孔直径为0.60 mm,两孔之间的距离为1.0 mm,在面积为10 mm×10 mm的电极基板上排布7×7的阵列圆孔。
阵列圆形微凸起工具头的加工过程比较复杂,试验中先用电火花线切割加工出微孔阵列母电极,然后利用微孔阵列母电极“反拷+平动”加工出圆形微凸起工具电极头[4,5]。
3.2 阵列正方形微凸起工具头
图4为阵列正方形微凸起工具头结构图。制作时先在一个方向进行“方波轨迹”线切割加工,切割的微凸起间距t1=0.50 mm,宽度t2=0.50 mm,深度为3.0 mm;一个方向加工完毕后,将工件旋转90°,再次进行“方波轨迹”线切割加工,最终完成阵列正方形微凸起工具头的加工。
4 加工试验
主要试验设备及仪器有:脉冲电源;电源斩波器;调制电路;工具头;超声加工机;激光微位移传感器;体视显微镜;数字存储示波器;PC机等。
4.1 微细单一超声加工与超声复合放电加工试验的对比
加工试验使用阵列圆形微凸起工具头,磨粒为质量分数为15%碳化硅,工件材料为硬质合金YT15,工具头与工件间静压力为2 N,加工时间2 min,电流传感器的标定值为5A/75 m V。微细单一超声加工与超声复合放电加工加工出的工件如图5所示。
由图5可以看出,微细单一超声加工所加工的微结构的深度要小于超声复合放电加工所加工出来的深度;超声复合放电加工的表面质量比微细单一超声加工要好,并且加工精度也较高[6]。
4.2 超声复合放电加工不同材料的试验对比
选用正方形(0.5 mm×0.5 mm)微凸起工具头,加工功率为40 k W,加工电流约为0.5 A,加工时间为2 min,静压力为2.0 N,工件材料分别为硬质合金YG8和不锈钢。加工后工件表面的微凹坑局部显微放大效果如图6所示。
从图6可知,微凹坑尺寸与微凸起电极尺寸相比有所扩大,主要原因是放电间隙及磨粒尺寸的影响,YG8比不锈钢的边长扩大得更加多,加工深度没有明显的差异。加工尺寸精度能够达到±0.01 mm;加工表面粗糙度Ra可达0.1μm。
5 结论与展望
微细超声加工是加工硬脆材料微结构的一种有效方法,但对硬质合金此类硬韧材料的加工效果并不理想;在超声复合放电加工过程中,加工过程稳定,较单一超声加工效率高,加工精度好,加工表面的粗糙度也得以提高。
摘要：分析了超声复合放电加工的机理,用微细电火花放电工艺制作了多种截面的微细工具电极。进行了超声和超声复合放电加工的试验,结果表明:超声加工是制作硬脆材料微结构的有效方法,制作的金属材料微结构有较好的精度,且加工效率高。
关键词：微结构,超声加工,工具电极,复合放电加工
参考文献
[1]曹凤国.超声加工技术[M].北京:化学工业出版社,2005.
[2]张建华,张勤河,贾志新.复合加工技术[M].北京:化学工业出版社,2005.
[3]朱永伟,王占和,范仲俊.制造微结构的超声复合加工机理[J].宇航材料工艺,2008(5):61-66.
[4]贾宝贤,王冬生,赵万生,等,微细超声加工技术的发展现状与评析[J].电加工与模具,2006(4):1-4.
[5]王占和,朱永伟,范仲俊.摩擦副表面圆形微坑特种加工工艺设计和试验[J].制造技术与机床,2009(4):87-90.
一种复合花式纱线的加工方法 第7篇
关键词：花式纱线,复合纱线,加工方法
花式纱线织物是20世纪90年代以来发展起来的新型织物, 也是近年来非常流行的一种新型装饰性织物[1]。从当前国内外市场的发展状况分析来看, 花式纱线应用的领域在不断扩大, 所占的比重也在不断上升, 用花式纱线生产的家用纺织品在西欧一些国家比较流行。
1 花式纱线
1.1 概念
花式纱线[2]是通过各种加工方法而获得的具有特殊外观、手感、结构和质地的纱线。其品种千变万化, 一般由芯线、饰线和固结线3者组合而成。芯线是构成花式线的骨架, 是饰线的依附体;固结线是把饰线紧固在芯线上, 使花形固定;饰线是形成花式线效应的主体, 也是花式线命名的依据。如饰线在芯线表面形成圈状就称为圈圈线, 形成结状就称为结子线。
1.2 花式纱线的分类
根据花式纱线的颜色和结构形态, 可以分为3类。
1.2.1 花色线
花色线是指按一定比例将彩色纤维混入基纱的纤维中, 使纱上呈现鲜明的长短、大小不一的彩段、彩点的纱线, 如彩点线、彩虹线等。这种纱线多用于女装和男茄克衫。
1.2.2 花式线
花式线是利用超喂原理得到的具有各种外观特征的纱线, 如圈圈线、竹节线、螺旋线和结子线等。此类纱线织成的织物手感蓬松、柔软、保暖性好, 且外观风格别致, 立体感强, 既可做衣着面料, 又可做装饰材料, 既可用于轻薄的夏季服装, 又可用于厚重的冬季服装。
1.2.3 特殊花式线
特殊花式线主要是指金银丝、雪尼尔线等。金银丝主要是指将铝片夹在涤纶薄膜片之间或附着在涤纶薄膜上得到的金银线。它既可用于织物, 也可用作装饰缝纫线, 使织物表面光泽明亮。雪尼尔线是一种特制的花式纱线, 即将纤维握持于合股的芯纱上, 状如瓶刷, 其手感柔软, 广泛用于植绒织物和穗饰织物[3]。
2 花式纱线的生产原理
花式捻线机一般采用空心锭子加工方式, 生产原理为:芯纱经芯纱罗拉输送, 经导纱罗拉进入空心锭子;饰纱经牵伸机构后进入空心锭子, 饰纱的喂入速度 (一般为超喂) 不停地变化;固纱从空心锭子筒管上引出并一起进入空心锭子。3根纱同时喂入, 在加捻钩以前, 芯纱、饰纱随空心锭子一起回转而得到假捻, 而固纱由于从空心锭子上退绕下来, 与芯纱、饰纱平行但不被假捻。通过加捻钩后, 芯纱、饰纱的假捻消失, 而固纱包缠在芯纱和饰纱上, 将由于饰纱超喂变化形成的花形固定下来, 形成花式纱线。芯纱需有一定张力, 饰纱要有超喂, 固线必须包缠。整个纺纱过程中, 一次完成牵伸, 形成花形和络筒工序。如图1所示为花式捻线机原理示意图。
3 复合花式纱
3.1 改造细纱机纺制粗细纱
粗细纱是市场上一种新型纱线。外形上, 粗细纱与竹节纱有相似之处, 不同的是, 竹节纱粗节部分的捻系数总是大于细节的捻系数, 而且粗节与细节捻系数的比值只与粗段和细段的支数有关。而粗细纱粗节和细节部分的捻系数则可以按照客户的需求进行任意设定, 此外, 粗细纱一般是由较长片段的粗细节构成。粗细纱织物会产生自然不规则的薄厚效应, 形成云斑, 其外观新颖, 特色突出。
现介绍的用细纱机生产粗细纱的改造方法实用性强, 是在保留细纱机原有功能的基础上, 通过适当改造, 使它功能扩大。其纺纱性能稳定可靠, 改装费用低, 符合了现在纺织企业的需求。
3.1.1 粗细纱生产原理
对同一根喂入粗纱条[4], 牵伸倍数大, 生产细节部分;相反, 牵伸倍数小, 生产粗节部分。在相等锭速条件下, 前罗拉出条速度快, 则生产的纱线捻度小;相反, 前罗拉出条速度慢, 则纱线的捻度大。在捻度相等时, 纱线支数大, 则对应捻系数小;相反, 纱线支数小, 则捻系数大。
3.1.2 机械改造方案
根据其生产原理, 采用变频器、减速电机带动前罗拉和中罗拉, 使前罗拉和中罗拉的转速能够单独调节, 如图2所示。将原传动至前罗拉和中罗拉的过桥脱开, 将原齿轮更换为同步带轮, 并保留原中罗拉至后罗拉的传动 (若恢复原机, 把同步带轮换为原齿轮, 恢复过桥即可) 。
3.1.3 电气改造
在对细纱机的改造中采用了HFDK203型纺纱机专用控制器, 实现了纺纱过程的微电脑自动化控制。控制器采用液晶显示机器运转状态, 可存储60组工艺参数库, 满足工厂需求, 且具有运行故障时保护功能。改造中所用前罗拉减速电机的减速比为1∶5, 功率为2.2k W;中罗拉减速电机的减速比为1∶20, 功率为3.7k W。根据产品的实际需求, 分别设置粗节部分和细节部分对应的各电机转速和持续时间, 可以纺制符合条件的粗细纱。
3.2 纺制粗细纱
粗细纱与竹节纱最重要的区别在于粗细纱粗节与细节部分的捻系数关系可以调整。
对竹节纱来说, 根据纺纱学的基本原理和计算公式有:
其中, ɑ—捻系数;n—锭子速度 (r/min) ;T—捻度 (捻/m) ;V前、V后—前、后罗拉速度 (m/min) ;N粗、N细—粗、细段纱线支数 (m/g) 。
根据公式 (1) 、 (2) (3) 可以得出竹节纱粗段和细段捻系数的比值为:
由公式 (1) 、 (2) 、 (3) 可知, 如果给定竹节纱粗节或细节的任一捻系数后, 另一捻系数就只能有对应的唯一值, 同时上式也证明了竹节纱粗节的捻系数总是大于细节处。而粗细纱则由于其前罗拉和中后罗拉可以单独调速, 因此生产的粗细纱可以不受上述结论限制。
3.2.1 ɑ粗=ɑ细的粗细纱
这种纱线粗节与细节的捻系数相等, 即纤维加捻后在其粗节和细节处的倾角相等, 这种纱线能够去掉由于加捻不同而造成的织物外观的不一致。在染色时纱线各部分对染料的吸收率基本相同, 上色较为均匀。因细纱机的环锭转速保持不变, 要保证捻系数不变, 则纱支发生变化时捻度也要相应变化。因此采用的纺纱方法是根据实际需要同时变化前罗拉和中罗拉电机转速, 纺粗段纱时, 由于纱支小, 捻系数不变则捻度要变小, 所以要增大前罗拉的速度。同时, 还需要增大中罗拉的速度, 但中罗拉速度增加比例应该比前罗拉大, 这样相对减小牵伸倍数形成粗段纱。通过设置控制器在纺粗节部分和细节部分对应的持续时间, 可以调节粗节和细节的长度。
3.2.2 ɑ粗<ɑ细型的粗细纱
此类粗细纱的捻系数特点与我们常见到的竹节纱是刚好相反的, 粗节处更加蓬松, 手感柔软, 应用于重点突出粗节部分效果的面料。
3.2.3 ɑ粗>ɑ细型的粗细纱
此类粗细纱和竹节纱相似, 不同的是粗细纱捻系数不受上述公式的约束, 可以任意选择。
3.3 纺制复合花式纱线
本实验要制造的是粗细纱与银丝纺制的复合纱花式纱线。
3.3.1 复合花式线的结构
该纱同时具备了粗细纱 (生产的是ɑ粗>ɑ细型的粗细纱) 和结子纱的外观效果。其结构是银丝包缠在粗细纱的表面, 并且在粗细纱的粗节的中间位置银丝包缠粗细纱形成结子。
3.3.2 纺制原理
对于粗细纱就是按照上述的改造原理进行纺制。复合花式线除了粗细纱以外, 还要引入一根银丝, 通过手工在细纱机的前罗拉输出位置处引入银丝, 两者通过加捻形成一根类似于双股线结构的纱线;要形成的结子, 采用在前罗拉输出粗细纱粗节中间部分的时候, 手工使银丝的输入口与粗细纱粗节中间部分保持相对静止, 然后随着钢丝圈对粗细纱的加捻使得银丝包缠在粗细纱粗节的中间部分, 从而形成结子纱, 后面依次循环, 形成有一定周期的复合花式线。
4 技术难点
对普通细纱机的控制改造, 是通过使用任学勤副教授研制的控制器来实现的。而要纺制出实验中的复合花式线还有很多技术改造问题。
如何选择一个合适的导纱钩可以实现上述中手工实现的动作;
如何选择一个合适的张力器, 可以给银丝施加合适的张力;
如何设计和安装导纱钩和张力器的位置, 使它实现想要的作用并且和细纱机很好地配合纺制出该复合花式线。
5 结语
花式纱线及其织物越来越受到消费者的欢迎, 市场需求量将越来越大。纵观国内花式纱线的生产, 无论在原料的使用上, 还是花色品种、品质及应用方面, 和国际先进水平相比, 都存在较大差距, 仍需不懈努力, 进一步加大开发力度。
参考文献
[1]KN柯莉茨.花式纱线生活[M].北京:纺织工业出版社, 1960.
[2]高小华, 顾平.花式纱线及其应用[J].毛纺科技, 2006, (4) :53-56.
[3]刘国涛.并纱与捻线[M].北京:纺织工业出版社, 1983.
铜基复合材料的切削加工研究 第8篇
本文制备了SiC/Cu复合材料, 用硬质合金刀具和高速钢刀具加工复合材料, 研究SiC/Cu复合材料的切削加工特点, 探讨复合材料的切削加工机理, 以便为更好制定SiC/Cu复合材料的切削加工工艺。
1 试验材料及方法
1.1 试验材料
试验用复合材料的基体材料选用普通电解铜粉, 其纯度大于99.8%, 平均粒度为200目。复合材料的增强材料为SiC颗粒, 颗粒的平均粒径为20μm和40μm, 颗粒的体积分数为5%、10%、15%和20%。
1.2 试验方法
车削加工刀具选用硬质合金YG6X车刀和高速钢W6Mo5Cr4V2车刀。硬质合金车刀的硬度是91HRA, 硬质合金刀具具有较好的形状保持性, 刀具使用寿命长。高速钢车刀的硬度是65HRC, 具有良好的热硬性。
车刀的几何参数为:前角γ=6°, 后角α=8°, 主偏角Kr=90°, 副偏角Kr′=15°, 刃倾角λs=0°。在C6132普通车床上进行复合材料的干车削试验。选用的车削参数分别是vc=72m/min, αp=0.2mm, f=0.1mm/r。用读数工具显微镜测量加工复合材料时车刀后刀面的磨损量, 用JSG-1型光切法显微镜测量试样已加工面的粗糙度。
2 试验结果及讨论
2.1 复合材料中碳化硅颗粒尺寸对切削性能的影响
选用SiC含量为10wt%, SiC尺寸分别为20μm和40μm的SiC/Cu复合材料, 在相同的切削参数, 比较不同SiC尺寸的复合材料加工时对高速钢和硬质合金车刀后刀面磨损量。
表1是两种尺寸SiC复合材料加工时对高速钢车刀后刀面的磨损量。由表1可知, 随着切削时间的增长, SiC尺寸为20μm和40μm的SiC/Cu复合材料加工时对W6Mo5Cr4V2刀具后刀面的磨损量逐渐增大。
在相同的切削时间下, SiC尺寸为40μm的复合材料加工时对刀具的磨损量总是大于SiC尺寸为20μm的复合材料。切削复合材料20min后, SiC尺寸为40μm的复合材料加工时对刀具的平均磨损速率是0.108mm/min, SiC尺寸为20μm的复合材料加工时对刀具的平均磨损速率是0.018mm/min, 加工时前者平均磨损速率是后者的1.5倍。所以, 复合材料中碳化硅颗粒尺寸越大, 加工时复合材料对高速钢车刀的磨损速率也越大。
表2是两种不同尺寸SiC颗粒复合材料加工时对硬质合金车刀后刀面的磨损量。由表2可知, 随着切削时间的增长, SiC尺寸为20μm和40μm的SiC/Cu复合材料加工时对YG6X刀具后刀面的磨损量也增大。但是, 复合材料加工时对YG6X刀具磨损速率小于加工时对W6Mo5Cr4V2刀具的磨损速率。YG6X刀具切削加工复合材料20min后, SiC尺寸为40μm的复合材料加工时对YG6X刀具的平均磨损速率是0.02mm/min, SiC尺寸为20μm的复合材料加工时对YG6X刀具的平均磨损速率是0.016mm/min, 前者平均磨损速率是后者的1.25倍。所以, 复合材料中碳化硅颗粒尺寸越大, 加工时复合材料对硬质合金车刀的磨损速率也越大。分析认为, 复合材料加工时对高速钢刀具的磨损速率大于加工时复合材料对硬质合金刀具, 说明切削碳化硅颗粒增强铜基复合材料时, 硬质合金刀具的耐磨性要比高速钢优良。由于硬质合金比高速钢有更高的硬度和耐磨性, 在相同切削条件下, 硬质合金比高速钢磨损速率更小。
2.2 复合材料已加工表面的粗糙度
表3是高速钢车刀车削加工SiC尺寸分别为20μm和40μm复合材料时, SiC含量对复合材料车削加工表面粗糙度影响的测量值。由表3可知, 加工SiC尺寸为40μm的复合材料, 随着SiC含量的增大, 加工时的加工表面粗糙度增大, 20wt%SiC/Cu复合材料加工时的表面粗糙度是5.2μm, 5wt%SiC/Cu复合材料加工时的表面粗糙度是3.6μm, 前者表面粗糙度是后者的1.4倍。
加工SiC尺寸为20μm的复合材料, SiC含量的增大, 加工时的加工表面粗糙度逐渐减小, 20wt%SiC/Cu复合材料表面粗糙度是2.6 μm, 5wt%SiC/Cu复合材料加工时的表面粗糙度是3.4μm, 后者加工时的表面粗糙度是前者的1.3倍。
表4是硬质合金车削加工SiC尺寸分别为20μm和40μm复合材料时, SiC含量对复合材料加工时车削加工表面粗糙度影响的测量值。硬质合金车刀车削加工SiC尺寸分别为40μm复合材料时, 20wt%SiC/Cu复合材料加工时的表面粗糙度是4.4μm, 高速钢加工20wt%SiC/Cu复合材料表面粗糙度是5.2μm, 说明硬质合金车削加工复合材料加工时的表面粗糙度更小, 加工精度更高。分析复合材料切屑表明, SiC颗粒尺寸对复合材料加工时的切屑形状也有影响。SiC颗粒尺寸越大, 加工时的切屑越短, 底面越不连续, 加工时的横裂纹越多, 横向变形越明显, 切屑外观越粗糙, 复合材料加工时的加工表面粗糙度越大。SiC颗粒越细小, 加工时的切削连续性越好, 切屑底面越平整, 横裂纹越少, 复合材料加工时的加工表面粗糙度越小。
3 结论
1) 复合材料中SiC颗粒尺寸越大, 硬质合金和高速钢车刀磨损速率越快。硬质合金比高速钢刀具有更好的耐磨损性能。2) 复合材料中SiC含量越多, 硬质合金和高速钢车刀磨损量越大。3) 复合材料SiC颗粒尺寸越大、SiC含量越多, 复合材料切削加工表面粗糙度大。
摘要：应用切削加工车床、工具显微镜、光切法显微镜等设备研究了SiC颗粒增强Cu基复合材料的车削加工性能。结果表明, 复合材料中SiC颗粒尺寸越大, 硬质合金和高速钢车刀后刀面的磨损速率越快;复合材料中SiC含量越多, 刀具后刀面的磨损量越大;复合材料SiC颗粒尺寸越大、SiC含量越多, 复合材料切削加工表面粗糙度越大;在相同的切削条件下加工复合材料时, 硬质合金比高速钢刀具有更好的耐磨损性能。
关键词：铜基复合材料,切削加工,表面粗糙度,刀具磨损
参考文献
[1]解念锁, 李春月, 艾桃桃等.SiCp尺寸对铜基复合材料抗氧化性及磨损性的影响[J].热加工工艺, 2010.
[2]王瑾.氧化铝颗粒增强铜基复合材料线切割加工研究[J].重庆工学院学报, 2006.
[3]胡宏楠, 董明.颗粒增强金属基复合材料切削加工工艺的新进展[J].金属材料与冶金工程, 2009.
[4]金燕鸣.金属基复合材料加工的进展[J].机械设计与制造工程, 1999.
[5]王瑾.SiCp/ZL201复合材料切削加工性能研究[J].陕西工学院学报, 1999.
复合苜蓿草颗粒加工生产技术 第9篇
1 原料生产与加工
1.1 紫花苜蓿种植
1.1.1 土壤与茬作：
紫花苜蓿最适宜在地势高、平坦、排水良好、土层深厚、中性或微碱性壤土、沙壤土中生长。应选择杂草较少, 前茬作物为玉米、根菜类、麦类作物的农田中种植, 不宜重茬。播前精细整地, 彻底消灭杂草。
1.1.2播种技术:
紫花苜蓿种子播前要经精选, 去除杂质, 并进行发芽试验。硬实率较高的种子需经曝晒3～5 d或碾米机三次处理, 能提高发芽率。播期各地不同, 当地温稳定在5℃以上即可播种, 春播在3月下旬4月初, 地温达到10℃以上发芽温度时立即抢墒播种。夏播在6—7月份。方式采用条播, 行距25～30 cm, 深度1～2 cm, 播种量15～22.5 kg/hm2, 即亩播量为1～1.5 kg。
1.1.3田间管理:
紫花苜蓿定植后的施肥、中耕除草、病虫害防治是获得高产的重要措施。播前施入有机肥促进幼苗生长发育, 播种时施入磷肥, 生育期施入钾肥;去除杂草是紫花苜蓿草地管理的一项重要工作, 目的在于消灭田间杂草、松土保墒, 由人工在幼苗期和夏季收割后进行, 药剂除草可选威霸、拉索、灭草猛等, 并及时防治病虫害。
1.1.4 刈割：
从紫花苜蓿草地产量、质量和生长发育三方面考虑，最佳刈割期在初花期，时间不应超过盛花期，冬前最后一次刈割应留20～30 d的生长期。一年中的刈割次数与当地气候、生长季节长短和灌溉条件有关。在初花期至盛花期年刈割2～3次，齐地面刈割，最后一次收割留茬5 mm左右。
1.2 青干草调制
1.2.1 青干草干燥法：
分自然干燥和人工干燥。自然干燥：选择晴朗天气刈割牧草，刈割后就地均匀摊晒1 d翻晒通风1～2次，便大量水份丧失后拢成小拢或散装运送到草料均继续干燥。散装草疏松堆垛，在叶片不易折断时随时翻晒，当含水量降到20%以下时即可贮藏码垛。人工干燥：采用热空气干燥设备干燥。
1.2.2 青干草贮藏：
青干草贮藏分露天堆垛和草棚堆藏，露天堆垛：(散干草堆垛成长方形或圆形)选地势平坦、干燥、排水良好、背风、取用方便地方，堆成圆锥形草垛，上覆盖塑料布以防雨淋日晒。草棚堆藏，建立简易干草棚，减少青干草的营养损失。棚藏时，棚顶与干草保持一定距离，留开通风巷道。
1.3 草粉生产
1.3.1 原料选择：
选择颜色青绿或黄绿，具有草香味，品质优的青干草作为加工原料，防止发霉、变质青干草进入加工环节。
1.3.2 草粉加工：
选择2 mm筛目、40型或4020型饲料粉碎机就地加工草粉。出粉布袋采用高密度布制作，在出粉口下1 m加工成双层，提高出粉率。
1.3.3 草粉贮藏：
草粉加工后，定包分装，运输垛放于草颗粒生产场地贮藏。
1.4 原配料来源及加工
1.4.1紫花苜蓿草粉:县内各地种植紫花苜蓿经刈割、晾晒成青干草, 再经粉碎加工而成。
1.4.2亚麻饼:由当地纯胡麻籽机榨或土榨后的副产品胡麻油渣粉碎而成。
1.4.3能量蛋白合剂:由豆粕、玉米粉、次麦粉及少量非蛋白氮经糊化加工而成。
1.4.4磷酸氢钙:从饲料厂购进。
1.4.5牛、羊用饲料复合添加剂, 由项目组自行设计配方, 交当地饲料厂加工配制而成。
1.4.6人工盐:市场购进。
主要原料营养成分经全县各采样点采集样品送省兽药饲料监察所检验测定, 苜蓿全草粉、苜蓿叶粉、苜蓿杆粉的营养成分见表1。
2 复合苜蓿草颗料加工
2.1 配方设计
经过对陇西县南部二阴浅山区，北部干旱区、川区河谷区等不同地域紫花苜蓿原料的选点采样，综合分析了其营养成分、结合各地牛羊营养需要和饲喂的一般营养水平，参用大量牛、羊营养学、养殖学资料、借鉴国内颗粒饲料配合技术，筛选设计了适用当地牛、羊生长肥育的8个复合草颗粒配方，其中肉羊用复合草颗粒配方6个，奶牛用配方2个。
2.2 配方组成与比例
各配方主要原料基本相同，主要有紫花苜蓿草粉、胡麻油渣、能量蛋白合剂、磷酸氢钙、羊牛用饲料复合添加剂、人工盐等。根据8个配方试加工过程、成品色、香、味、粒度大小、成形率、光洁度、硬度、饲喂效果、营养成分的综合比较分析，筛选确定了适宜批量生产的肉羊2号和奶牛1号2个配方，其原料构成和比例见表2。
2.3 原料混合技术
按照复合草颗粒配方设计要求，先按单位产量(干物质)比例将配料一一准确称量，后将配料与少量草粉经2～3次预混，再加入全部草粉混匀，进入下一道加工程序。
2.4 草颗粒成型
混合均匀的原料送入草颗粒成型机挤压成型，碎散部分回笼再加工，成型颗粒进入散热冷却装置。草颗粒规格以粒径8 mm为佳，可减少碎散回笼率，提高加工出料效率。
2.5 草颗粒冷却
成型颗粒送入冷却装置散热，冷却、速干后送入成品出口。
2.6 草颗粒分装、贮藏
复合草颗粒成品在出口处理冷却，干燥后，待成型颗粒达一定硬度后装袋、定包、缝口后送入仓库贮藏。
2.7 复合苜蓿草颗粒样本营养价值测定分析
各随机抽取定包后的2个配方草颗粒成品适量作为样本送甘肃省兽药饲料监察所测定其营养价值，测定结果见表3。
复合苜蓿草颗粒因其体积小、饲喂便捷、营养价值较高，耐贮藏的特点，深受养殖户的青睐，目前陇西县主要牧草留床面积9 335 hm2，年生产青干草7.5万t，主要为紫花苜蓿。因此，生产苜蓿草颗粒的原料十分丰富，其它配料取材也十分便利，县内众多牛、羊养殖场、企业饲养规模不断扩大，科学化、集约化程度越来越高，复合苜蓿草颗粒具有广阔的应用发展前景。当前，复合苜蓿颗粒生产存在因加工机械小、配套程度低、环膜式结构等而导致生产能力不高的瓶颈制约。有待国家加大投资力度，扶持牧草深加工企业引进大型草颗粒生产设备，为复合苜蓿草颗粒生产走向产业化规模发展创造必要条件。
种养模式
年出栏100头种养结合养猪模式
1种植安排饲粮作物16 700 m2、饲草作物1 000 m2。
2养殖安排从1月起购进良种仔母猪5头，6月上旬配种，10月初产仔约50头，11月进入育肥期和母猪再配种期，以后保持每5个月养肉猪50头左右的规模。
3饲养饲喂方式分怀孕母猪、哺乳母猪、仔猪和育肥猪阶段饲养, 从仔猪落地到出栏约150 d。
复合加工 第10篇
复合加工是机械加工领域中最流行的加工工艺之一，是一种先进制造技术。与常规加工设备不同的是，一台车铣复合加工中心实际上相当于一条生产线。它把几种不同的加工工艺在一台机床上实现。车铣复合加工技术完全不同于普通意义上的把车削与铣削功能的简单叠加，它完全不同于传统的车削加工原理和部分车削功能部件，增加了C轴功能（准确定位、连续旋转、分度功能等）（图1）。因此，车铣技术是车削主轴和铣削主轴合成运动的一种先进的切削方法。
图1
二、车铣复合加工的特点及分类
车铣复合加工可分为面车铣(正交)和周边车铣(平行轴)两种方法（图2）。面车铣是最常见的方法，主要运用端铣和面铣来加工工件外侧。他的特征是主运动为刀具的旋转运动（一般转速较高），而工件的旋转运动（一般转速较高）为铣刀沿工件圆周方向的进给运动；周边车铣使用侧面和面铣或长刃铣刀，主要用于内侧加工。切削速度由刀具的旋转来提供，进给则通过工件的旋转与刀具的线性进给相结合来进行。
三、车铣复合加工技术的加工优势
第一，采用复合加工，工序高度集中，避免了零件加时在机床间频繁的工序转换过程，大大缩短了生产工序，有利于零件加工质量的保证。第二，减少加工设备和工作地数量，提高设备利用率，降低资产投资、生产成本和管理成本。第三，减少装夹次数，提高加工精度。装夹次数的减少避免了由于定位基准转化而导致的误差积累。同时，目前的车铣复合加工设备大都具有在线检测的功能，可以实现制造过程关键数据的在线检测和精度控制，从而提高产品的加工精度。第四，与传统车削相比，车铣极易实现高速切削，而高速切削的一切优点可在车铣中得以体现，如切削力比传统切削可下降30％，机床和刀具承受的负荷小，也有利于机床精度的保持。第五，工件转速相对比较低，加工薄壁件时几乎没有离心力产生的变形。
四、车铣复合加工的数控编程技术
与传统的数控编程技术相比，车铣复合加工的程序编制难点主要体现在以下几个方面：
一是工艺种类繁杂。
二是加工程序的编制结果必须同工艺路线保持一致。
三是需要对加工程序进行整合。
五、车铣复合加工的工艺性原则
在车铣加工工艺中，车铣工艺设计是十分重要的环节，工艺设计的好坏直接关系到加工程序的正确性与合理性，以及加工质量和效益。车铣复合加工的工艺特点是：
第一，车铣加工一般需要在一次装夹下完成车、铣、钻等多种加工，因此其加工工艺具有集成性的特点，这使得零件加工所需的专用夹具数量大为减少，零件装夹次数及周转时间也大大减少，从而使零件的加工精度和生产效率有较大的提高。
第二，车铣复合加工的工艺设计工作必须相当严密，与普通机床加工工艺相比，具有更少的加工工序，但是加工程序的编制也较一般机床复杂得多。
六、典型零件的加工工艺分析
该产品属于壁薄零件，具有壁薄零件的加工特点：在夹紧力的作用下容易产生变形；切削热会引起工件热变形，从而使工件尺寸难以控制；在切削力（特别是径向切削力）的作用下，容易产生振动和变形，影响工件的尺寸精度，形状、位置精度和表面粗糙度。
该产品的加工难点分析：该产品除了加工薄壁件的难点外，还有加工径向圆柱孔、孔口倒圆及3/4外凸圆柱面的加工，这些都是在普通数控车床上不能加工的。
加工方案如下：
装夹Ф38棒料，伸出长度足够，钻孔至φ20×58；
车铣（周边车铣）内孔及螺纹至尺寸要求，注意保證螺纹质量；
切断，预留校正基准面；
掉头使用螺纹心轴装夹，使用预留基准面进行校正；
车铣（正交车铣）加工φ23、φ36及锥面至尺寸要求，注意薄壁件的悬臂加工的加工刀具及加工方式。
车铣（正交车铣）加工径向圆柱孔φ12、孔口倒圆R12及3/4外凸圆柱面φ32.4，注意铣削力对悬伸薄壁件变形的影响；
拆下工件，去毛倒棱，并进行自检。
弹性复合圆柱滚动体的加工工艺 第11篇
弹性复合圆柱滚子轴承是一种新型的滚动轴承。弹性复合圆柱滚动体是弹性复合圆柱滚子轴承的重要组成部分，工作过程中弹性复合圆柱滚动体除了自身沿轴心发生自转外，还沿着内圈的滚道公转[1,2]。研究表明，由于弹性复合圆柱滚子轴承的特殊结构，其承载能力较一般圆柱滚子轴承更为优越[3,4,5]。
弹性复合圆柱滚动体作为轴承的关键部件，其加工质量直接影响着弹性复合圆柱滚子轴承的综合性能[6,7]。弹性复合圆柱滚动体属于一种回转类零件，这类零件的内孔与外圆一般有严格的同轴度、尺寸公差和表面粗糙度要求，主要工艺难点是如何保证同轴度。同时弹性复合圆柱滚动体是一种二元复合结构体，对其内孔填充材料时工艺要求较高。如何根据弹性复合圆柱滚动体的结构尺寸、精度要求及生产实际，有针对性地制定出比较合理的工艺，是本文研究的主要内容。
1 弹性复合圆柱滚动体的结构特点及加工工艺
1.1 结构特点
弹性复合圆柱滚子轴承的结构形式是在空心深穴滚动体内嵌入PTFE（聚四氟乙烯）材料，形成弹性复合圆柱滚动体[8,9]。由于弹性复合圆柱滚子轴承的滚动体较实心圆柱滚动体更容易变形，相同载荷作用下，滚动体与滚道的接触半宽增大，接触应力相应减小；相对实心圆柱滚动体而言，弹性复合圆柱滚动体的受力状况明显改善，特别是滚动体内孔弯曲应力降低，因此，轴承的抗疲劳破坏能力增强，安全服役寿命延长。这种新型轴承除了可以延长安全服役寿命、提高转动精度外，还有明显的减振降噪效果，这是由于嵌入的PTFE材料有良好的吸收振动能量的特性所致。经过对比试验，弹性复合圆柱滚子轴承减振降噪效果明显优于实心圆柱滚子轴承和空心圆柱滚子轴承的减振降噪效果，这使得轴承本身乃至轴承支撑的整个机械系统的动态性能得到了进一步的改善。嵌入的PTFE材料的密度（2.2～2.3g/cm3）远小于轴承钢的密度（7.58～7.80g/cm3），对于相同外径的滚动体而言，弹性复合滚动体的质量比实心圆柱滚动体质量要小，因此，弹性复合圆柱滚子轴承的极限转速要高于实心圆柱滚子轴承的极限转速[10,11]。弹性复合圆柱滚子轴承加工后实物如图1所示。
1.2 加工工艺
弹性复合圆柱滚子轴承的加工主要是弹性复合圆柱滚动体的加工。弹性复合圆柱滚动体由深穴空心滚动体和填充材料两部分组成，由于是二元复合结构，且要求同心精度和光洁度高，所以弹性复合圆柱滚动体加工工艺较复杂。
基于试验样品的加工属于小批量加工，对弹性复合圆柱滚动体的加工来说，其加工过程为先加工深穴空心滚动体部分，再对其进行材料填充处理。弹性复合圆柱滚动体加工工艺为：棒料→车外径、切断→车两端面、倒角、圆穴→软磨外径→软磨端面→车内孔、车深穴→热处理→硬窜黑皮→磨内孔、磨深穴（采用专用检测工具进行检测）→粗磨外径→同轴度检测（同轴度控制在0.01mm以内）→填充材料（经过一定工艺处理，使填充材料与深穴空心滚动体内壁紧密接触）→粗磨端面→细磨外径（保持较高精度）→终磨端面→初检、外观。
1.3 加工要求和难点
弹性复合圆柱滚子轴承是一种新型轴承，不同外形结构尺寸的弹性复合圆柱滚子轴承其最优结构尺寸不同，在加工前需结合特定外形尺寸型号通过理论分析得出最优结构尺寸。弹性复合圆柱滚子轴承由于结构较一般圆柱滚子轴承复杂，特别是弹性复合圆柱滚动体的加工要求高，难度大，主要难点如下。
(1）弹性复合圆柱滚动体内孔与外圆的同轴度要求高。一般情况下弹性复合圆柱滚子轴承的工作环境是高速运转，为了避免因制造精度不高特别是同轴度精度不高而产生较大振动，就需要对弹性复合圆柱滚动体内孔与外圈的同轴度要求特别高。
(2）弹性复合圆柱滚动体内孔和深穴加工。弹性复合圆柱滚子轴承有边缘深穴设计，这样可降低或避免“边缘效应”，提高其工作寿命。弹性复合圆柱滚动体内孔的表面粗糙，诸如加工后留下的刀痕等易形成疲劳裂纹，从而很大程度上影响其工作寿命。由于内孔和深穴尺寸相对较小，在内孔和深穴的磨削加工中存在较大难度。
(3）材料填充。弹性复合圆柱滚动体是一种二元结构体，存在轴承钢与PTFE两种材料怎样结合的问题。由于弹性复合圆柱滚子轴承的使用环境要求比较高，为保证两种材料很好“吻合”而不产生缝隙，这对材料填充工艺提出了很高的要求。
2 实例分析
以NU318E型弹性复合圆柱滚子轴承为例，就其滚动体结构优化，加工过程中的同轴度、深穴加工和材料填充工艺进行讨论。
2.1 结构优化
弹性复合圆柱滚动体结构如图2所示，为了优化弹性复合圆柱滚动体的结构尺寸，定义滚动体的填充度K=d/D，用ABAQUS软件对弹性复合圆柱滚子轴承进行有限元建模，如图3所示。分析一定工况下弹性复合圆柱滚子轴承的接触应力、von Mises应力、弯曲应力以及变形量对滚动体结构尺寸的影响，根据计算结果最终确定弹性复合圆柱滚子轴承滚动体填充度最优值为55%[3]。
为了研究合理的深穴设计对弹性复合圆柱滚子轴承边缘应力集中的影响，将深穴结构参数化，提出深穴角度α和深穴半径c两个设计变量，利用正交试验法和有限元方法确定出BP神经网络样本数据。通过BP神经网络学习算法建立设计变量与最大应力之间的映射关系，获得遗传算法结构优化所需的目标函数，采用遗传算法对弹性复合圆柱滚动体的结构参数进行优胜劣汰的寻优搜索运算，以NU318E型轴承为优化对象，得到最优设计变量α=48.68°、c=9.67mm，优化后的弹性复合圆柱滚动体的边缘区域以及椭圆区域的最大接触应力和最大等效应力的综合值最小，弹性复合圆柱滚子轴承的接触疲劳寿命和承载能力较未优化前提高了。
由于内嵌PTFE高分子材料结构复杂，弹性复合圆柱滚动体的加工工艺与一般圆柱滚动体不同，且加工难度也较大。
2.2 同轴度加工
弹性复合圆柱滚子轴承在工作过程中的高转速对弹性复合圆柱滚动体的加工质量提出了很高的要求。弹性复合圆柱滚动体加工工艺难点之一就是加工过程中要保证内孔与外圆具有较高的同轴度，高速旋转的弹性复合圆柱滚动体内孔与外圆的基准轴线相差较大会产生振动源，影响轴承的正常工作性能并产生噪声，为了保证弹性复合圆柱滚动体内孔与外圆的同轴度，采取先磨内孔，再以内孔定位磨外圆的加工方法。
通常采用的工艺是先在内圆磨床上用三爪卡盘卡住弹性复合圆柱滚动体外圆磨出内孔，然后再根据其内孔的尺寸配磨一根心轴。磨削心轴时，以弹性复合圆柱滚动体内孔和心轴外圆为定位面，弹性复合圆柱滚动体和心轴紧配合装配在一起，在外圆磨床上用两顶尖顶在心轴两端的中心孔上（图4），磨出弹性复合圆柱滚动体的外圆，以保证其孔和外圆的同轴度要求。因为心轴外圆是在外圆磨床上以心轴两端的中心孔为加工基准磨出的，而弹性复合圆柱滚动体以内孔和心轴外圆配合定位后，也是以心轴两端中心孔作为加工基准加工出弹性复合圆柱滚动体的外圆的，即外圆的加工是间接采用心轴的中心孔作为加工基准的，基准重合；而且，弹性复合圆柱滚动体内孔和心轴外圆是配磨定位，误差很小，所以，采用这种方法能够很好地保证弹性复合圆柱滚动体内孔和外圆的同轴度。按此要求工艺加工回旋类零件，其孔和外圆的同轴度小于0.01mm。
2.3 内孔及深穴加工
内孔与深穴加工是填充材料构成弹性复合圆柱滚动体前关键一步，其加工需要经过粗车和磨削加工。内孔存在加工刀痕是导致疲劳裂纹萌生的主要原因，在对内孔及深穴进行粗加工的基础上还需要进行磨削加工以降低疲劳裂纹的萌生几率。磨削加工过程中最关键是一步是利用三爪卡盘对滚动体进行固定，以保证同心，从而保证加工精度。
为保证磨削深穴的精度，加工后存在检测问题。目前虽然已经有针对弹性复合圆柱滚子深穴加工的专业检测工具，但是由于其检测的局限性，诸如因检测工具不属于通用件，只能检测一种规格的滚子深穴，或在检测中操作不便、检测精准度低等，给检测带了很大的不便。图5为一种深穴加工专业检测通用工具，主要对加工过程中弹性复合圆柱滚动体的深穴进行检测，深穴的斜面与检测工具的圆锥测头斜面形成紧密配合，另一端通过测量套卡紧来完成检测工序。
2.4 材料填充工艺
PTFE的原材料一般呈白色透明、粉末状或分散液状。因PTFE难以用标准的热塑性塑料的加工方法进行成形加工，一般采用类似“粉末冶金”的冷压与烧结相结合的加工方法，即将PTFE树脂在模具中先以一定的压力冷压成形，再在其合适的温度下烧结。烧结过程是将预制品（冷压成形后的毛坯）加热到晶体熔点（327℃）以上，并保温一定时间，使聚合物分子由结晶形逐渐转变为无定形，分散的单个树脂颗粒通过互相扩散熔融粘结成一个连续的整体，此时预制品由乳白色变为透明的胶体状。然后再经冷却，聚合物分子又从无定形逐渐转为结晶形，预制品也就成为坚固的乳白色的不透明制品。PTFE可采用模压成形、挤压成形、液压成形、推压成形及二次加工等多种成形工艺得到制品。
根据株洲宏大高分子材料公司提供的PTFE原材料形态和加工设备情况，选择模压成形的方式为已加工好内孔的圆柱滚动体填充材料。制备流程为：安装模具→加粉料→冷加压→保压→升温→烧结成型→冷却→打磨清洗→检测，模具如图6所示。主要加工设备为小型液压机和小型烧结炉。
在深穴空心圆柱滚动体内嵌入PTFE（聚四氟乙烯）材料构成弹性复合圆柱滚动体。在加工工艺中，滚动体材质为轴承钢，而PTFE是一种高分子材料，两种材料的结合成了加工工艺的又一个难题。为避免材料填充过程中填充材料不能与滚动体很好结合而形成缝隙，弹性复合圆柱滚动体的材料填充是在高温高压状态下进行的。将深穴空心圆柱滚动体放入模具中，将粉末状填充材料填入滚动体中，通过高温高压使填充材料很好地与深穴空心圆柱滚动体结合，保持一定压强下冷却，经过初步的打磨端面完成材料填充工序。
综合工程师小型棒状PTFE制品生产经验，经多次试验，对材料填充工序作了多次调整，同时提高工艺生产执行要求，注意加料、模压施压均匀，加压过程缓慢且保持足够的加压时间；烧结过程确保缓慢升温和足够的保温时间，随炉自然冷却。最终选择预压成形压力为15MPa，保压时间为30min，升温速度为200℃以下120℃/h,200℃后80℃/h，烧结温度为360～380℃，烧结时间为2h，冷却速度为150℃/h。
3 试验检测
弹性复合圆柱滚动体加工各阶段的工件如图7所示。针对加工好的弹性复合圆柱滚动体的检测主要是同轴度精度检测。
为保证弹性复合圆柱滚动体能平稳高速运转，对其同轴度要求特别高，对其进行加工必须充分考虑其精度。本工艺采用“自定位”原则，即在对内孔及深穴进行终磨后，借用心轴棒对内孔进行定位，然后对外圆进行磨削，以此保证同轴度。随机抽取三个已加工好的深穴空心圆柱滚动体通过万能工具显微镜对其进行同轴度检测，其结果见表1，检测过程如图8所示。
mm
据表1可知，随机抽取三个结构尺寸一致、空心度均为55%的深穴空心圆柱滚动体进行检验，从结果来看，同轴度值均在0.01mm以内。
4 结语
以NU318E型弹性复合圆柱滚子轴承为研究对象，对其结构进行了分析和优化。结合轴承的工作环境和精度要求制定了弹性复合圆柱滚动体的加工工艺方案，对加工过程中如何保证内外圆的同轴度、深穴加工及检测、高分子材料填充工艺等加工重点和难点进行了讨论。加工试件检测结果表明，该加工工艺方案合理，能满足设计要求。
参考文献
[1]王羽寅,邓乾发,程兰,等.圆柱滚子柱面加工方法综述[J].轻工机械,2012,30(3):110-113.Wang Yuyin,Deng Qianfa,Cheng Lan,et al.Generalization of Cylindrical Surface Processing of Cylindrical Roller[J].Light Industry Machinery,2012,30(3):110-113.
[2]韩文,孔达,吕建英,等.滚子加工工艺分析及改进[J].轴承,2006(1):21-23.Han Wen,Kong Da,LüJianying,et al.Roller Processing Technology Analysis and Improvement[J].Bearing,2006(1):21-23.
[3]姚齐水,杨文,余江鸿,等.弹性复合圆柱滚子轴承结构设计研究[J].中国机械工程,2012,23(24):2899-2902.Yao Qishui,Yang Wen,Yu Jianghong,et al.Research on Structure Design of Elastic Composite Cylindrical Roller Bearing[J].China Mechanical Engineering,2012,23(24):2899-2902.
[4]杨文,姚齐水,余江鸿,等.弹性复合圆柱滚子轴承承载性能的理论研究[J].机械传动,2013,37(5):6-9.Yang Wen,Yao Qishui,Yu Jianghong,et al.Research of Carrying Capacity of Elastic Composite Cylindrical Roller Bearing[J].Journal of Mechanical Transmission,2013,37(5):6-9.
[5]Yao Qishui,Yang Wen,Yu Dejie,et al.Bending Stress of Rolling Element in Elastic Composite Cylindrical Roller Bearing[J].Journal of Central South University,2013,20(12):3437-3444.
[6]彭来深,李伟建,潘存云.新型空心滚子的加工工艺[J].轴承,2010(3):17-19.Peng Laishen,Li Weijian,Pang Cunyun.Machining Technique for New-type Hollow Rollers[J].Bearing,2010(3):17-19.
[7]何晓周.内外圆有同轴度要求的回转类零件加工工艺[J].汽车工艺与材料,2012(8):8-10.He Xiaozhou.Inside and Outside Circular Coaxial Degree Requirements of Rotary Parts Processing Technology[J].Automobile Technology&Material,2012(8):8-10.
[8]姚齐水.提高圆柱滚子轴承抗疲劳的方法及弹性复合圆柱滚子轴承:中国,201110061171.1[P].2011-07-27.
[9]姚齐水.一种弹性复合圆柱滚子轴承:中国,201120066406.1[P].2011-11-23.
[10]姚齐水,张然,明兴祖,等.弹性复合圆柱滚子轴承静态径向刚度分析[J].中国机械工程,2013,24(22):3085-3089.Yao Qishui,Zhang Ran,Ming Xingzu,et al.StaticRadial Stiffness Analysis of Elastic Composite Cylindrical Roller Bearing[J].China Mechanical Engineering,2013,24(22):3085-3089.