抗疲勞機械加工方法是控制加工工藝,以形成無損傷和強化的低應(yīng)力集中表面狀態(tài)為目標(biāo)的機械加工新方法。本書針對這一問題,系統(tǒng)地闡述了表面完整性與表面變質(zhì)層的概念、模型、檢測與表征方法;簡述了機械加工表面完整性控制技術(shù)的發(fā)展過程和在我國的應(yīng)用現(xiàn)狀;介紹了典型材料切/磨削表面完整性形成機制;給出了機械加工表面完整性評價模型和基本控制方法;最后,給出了高強度合金銑削、磨削和車削等機械加工方法表面完整性工藝控制實例。
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1. 973計劃項目面向高強度抗疲勞航空構(gòu)件的表面完整性制造基礎(chǔ)研究的課題表面完整性機械加工及抗疲勞機理研究的任務(wù)表面完整性控制規(guī)律研究負(fù)責(zé)人,子課題編號613850202(本書依托項目);
目錄
前言
第1章緒論1
1.1引言1
1.2研究現(xiàn)狀4
1.2.1表面完整性概念及表征模型研究現(xiàn)狀4
1.2.2精密切削加工表面完整性控制研究現(xiàn)狀7
1.2.3精密磨削加工表面完整性控制研究現(xiàn)狀17
1.2.4表面完整性對抗疲勞性影響的研究現(xiàn)狀20
1.2.5國內(nèi)外研究和應(yīng)用對比分析22
1.3研究意義及關(guān)鍵科學(xué)問題26
1.3.1研究意義26
1.3.2關(guān)鍵科學(xué)問題27
參考文獻(xiàn)28
第2章表面完整性表征數(shù)據(jù)與測量37
2.1機械加工表面與表層改變37
2.1.1機械加工表面層屬性改變37
2.1.2機械加工表面缺陷或改變38
2.1.3機械加工表層缺陷或改變41
2.2表面完整性概念與表征43
2.2.1表面完整性概念43
2.2.2表面完整性數(shù)據(jù)組45
2.2.3表面完整性分層表征數(shù)據(jù)組46
2.3表面特征的表征與測量47
2.3.1表面幾何形貌47
2.3.2表面粗糙度50
2.3.3表面低倍組織55
2.3.4表面微觀組織57
2.3.5表面顯微硬度57
2.3.6表面殘余應(yīng)力60
2.4表層微結(jié)構(gòu)特征的表征與測量65
2.4.1表層微結(jié)構(gòu)特征的表征65
2.4.2表層微結(jié)構(gòu)特征的測量67
2.5表層顯微硬度場的表征與測量68
2.5.1表層顯微硬度場的表征68
2.5.2表層顯微硬度場的測量69
2.6表層殘余應(yīng)力場的表征與測量69
2.6.1表層殘余應(yīng)力場的表征69
2.6.2表層殘余應(yīng)力場的測量71
參考文獻(xiàn)71
第3章典型材料切/磨削表面完整性形成機制73
3.1熱力耦合對表面變質(zhì)層的影響73
3.1.1熱力耦合對表面變質(zhì)層影響分析73
3.1.2熱力耦合對表面變質(zhì)層影響試驗測試方法78
3.1.3熱力耦合對表面變質(zhì)層影響模擬仿真方法81
3.2典型材料車削表面變質(zhì)層形成機制98
3.2.1高溫合金GH4169DA端面車削表面變質(zhì)層形成機制98
3.2.2高溫合金GH4169DA外圓車削表面變質(zhì)層形成機制113
3.3典型材料銑削表面變質(zhì)層形成機制137
3.3.1鋁合金7055銑削表面變質(zhì)層形成機制137
3.3.2鈦合金Ti1023銑削表面變質(zhì)層形成機制147
3.3.3鈦合金TC17銑削表面變質(zhì)層形成機制157
3.4典型材料磨削表面變質(zhì)層形成機制166
3.4.1高溫合金GH4169DA磨削表面變質(zhì)層形成機制166
3.4.2超高強度鋼Aermet100磨削表面變質(zhì)層形成機制173
參考文獻(xiàn)193
第4章機械加工表面完整性控制與實例195
4.1機械加工表面完整性控制基礎(chǔ)知識195
4.1.1機械加工表面完整性控制概念195
4.1.2機械加工表面完整性映射模型196
4.1.3機械加工表面完整性控制工藝參數(shù)優(yōu)化方法200
4.1.4機械加工表面完整性控制試驗設(shè)計205
4.2典型材料精密車削表面完整性控制實例209
4.2.1精密車削關(guān)鍵工藝參數(shù)209
4.2.2高溫合金GH4169DA精密外圓車削表面完整性210
4.2.3高溫合金GH4169DA精密端面車削表面完整性216
4.2.4鈦合金TC17精密外圓車削表面完整性225
4.2.5鈦鋁合金γ-TiAl精密外圓車削表面完整性234
4.3典型材料高速精密銑削表面完整性控制實例240
4.3.1高速精密銑削關(guān)鍵工藝參數(shù)240
4.3.2鋁合金7055高速精密端銑表面完整性241
4.3.3鈦合金Ti1023高速精密端銑表面完整性250
4.3.4鈦合金TC11球頭刀高速精密銑削表面完整性255
4.3.5鈦合金Ti60球頭刀高速精密銑削表面完整性262
4.3.6高溫合金GH4169球頭刀精密銑削表面完整性269
4.4典型材料精密磨削表面完整性控制實例275
4.4.1精密磨削關(guān)鍵工藝參數(shù)275
4.4.2高溫合金GH4169DA精密磨削表面完整性276
4.4.3超高強度鋼Aermet100精密磨削表面完整性281
4.4.4超強齒輪軸承鋼精密磨削表面完整性290
參考文獻(xiàn)305
第5章機械加工表面完整性評價306
5.1機械加工表面完整性對抗疲勞性的影響306
5.1.1材料的疲勞失效過程306
5.1.2表面幾何形貌對抗疲勞性的影響309
5.1.3表層微結(jié)構(gòu)微力學(xué)特征對抗疲勞性的影響309
5.1.4機械加工表面完整性對疲勞裂紋擴展的影響318
5.2典型材料機械加工表面完整性與疲勞試驗327
5.2.1鋁合金7055銑削表面完整性與疲勞試驗327
5.2.2鈦合金Ti1023銑削表面完整性與疲勞試驗334
5.2.3高溫合金GH4169DA磨削表面完整性與疲勞試驗340
5.2.4超高強度鋼Aermet100磨削表面完整性與疲勞試驗344
5.2.5鈦鋁合金γ-TiAl車削與拋光表面完整性與疲勞試驗347
5.2.6高溫合金GH4169DA車削表面完整性與疲勞試驗352
5.3機械加工表面完整性評價指標(biāo)、數(shù)學(xué)模型與評價實例362
5.3.1機械加工表面完整性評價指標(biāo)362
5.3.2機械加工表面完整性評價數(shù)學(xué)模型369
5.3.3機械加工表面完整性評價實例373
參考文獻(xiàn)378
第6章多工藝復(fù)合加工表面完整性控制與實例380
6.1表面完整性控制的對象與原則380
6.1.1表面完整性控制的對象380
6.1.2表面完整性控制的原則380
6.2多工藝復(fù)合加工表面完整性控制方法381
6.2.1多工藝復(fù)合加工概念381
6.2.2多工藝復(fù)合加工工藝控制原理382
6.2.3多工藝復(fù)合加工表面完整性工藝控制策略383
6.2.4多工藝復(fù)合加工表面完整性控制指導(dǎo)原則385
6.3典型材料多工藝復(fù)合加工表面完整性控制實例385
6.3.1噴丸強化表面完整性形成機理分析385
6.3.2鈦合金TC17精密銑削-拋光-噴丸強化復(fù)合加工表面完整性388
6.3.3鈦合金TB6銑削-拋光-噴丸強化-拋光復(fù)合加工表面完整性392
參考文獻(xiàn)396