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期刊信息/Journal information
湖南大学学报（自然科学版）
湖南大学
湖南大学学报（自然科学版）

湖南大学

王道平

月刊

1674-2974

hdxbzkb@hnu.cn

0731-88822870

410082

湖南省长沙市岳麓区湖南大学期刊社行政办公室

湖南大学学报（自然科学版）/Journal Journal of Hunan University(Natural Sciences)CSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是由教育部主管、湖南大学主办的综合性学术理论刊物，双月刊，面向国内外公开出版发行。主要报道湖南大学自然科学领域最新研究成果，也适当发表国内外同行专家的优秀学术论文。
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    基于驻留时间控制的压气机叶片前缘砂带磨削研究

    黄云桂林秦涛王文玺...
    1-9页
    查看更多>>摘要：提出了一种面向叶片前缘廓形精准控制的机器人砂带磨削加工方法。以轴流压气机叶片为研究对象，结合半赫兹接触理论和有限元仿真获取了柔性磨具和叶片前缘的接触区域内的应力分布，基于Preston方程求解材料去除函数。遍历刀位点对控制点的磨削深度，建立全局材料去除矩阵，搭建驻留时间求解非线性方程组。采用带有阻尼因子的Tikhonov正则化消除大型稀疏病态矩阵对求解精度波动的影响，将所求驻留时间转换为对应刀位点的进给速度，生成机器人加工代码。磨削试验结果表明，基于驻留时间控制的机器人砂带磨削方法能够实现给定允差范围内叶片前缘廓形的精准加工，型面误差可以控制在0。02 mm以内。

    压气机砂带柔性磨削前缘廓形驻留时间

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    氧化镓单晶的磨削材料去除机理和损伤演化研究

    杨鑫康仁科任佳伟李天润...
    10-19页
    查看更多>>摘要：为了探究氧化镓单晶在磨削过程中材料去除机理和亚表面损伤演化规律，通过变切深纳米划痕试验模拟单颗磨粒去除材料的过程来探究磨削过程中的材料去除机理，使用粒度分别为SD600、SD1500和SD5000的金刚石砂轮对氧化镓单晶进行磨削试验，分析磨削表面形貌和亚表面的损伤演化规律。使用扫描电子显微镜和透射电子显微镜作为主要表征手段，采用有限元法分析划痕过程中的应力分布。研究结果表明，氧化镓单晶在材料去除过程中沿不同晶向扩展的交错滑移带可能导致不规则的破碎坑，取向裂纹受到(-3-10)滑移面的严重影响。随着砂轮粒径的减小，磨削表面形貌表现为破碎坑和取向裂纹主导的脆性表面逐渐演化为完全塑性表面。

    半导体材料磨削氧化镓单晶纳米划痕亚表面损伤

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    结构化砂轮磨削蓝宝石微沟槽底面质量的研究

    周飞许金凯张文通于化东...
    20-26页
    查看更多>>摘要：针对蓝宝石这类超硬材料表面微结构难加工的问题，提出一种基于结构化砂轮的磨削表面微结构方法。采用电火花线切割(Wire Electrical Discharge Machining，WEDM)技术对砂轮表面进行结构化修整，利用修整后的结构化砂轮磨削蓝宝石表面微结构，研究顺磨和逆磨方式下，结构化砂轮磨削速度、磨削深度和进给速度对蓝宝石微沟槽底部表面粗糙度的影响规律。研究结果表明，结构化砂轮磨削蓝宝石表面微沟槽形貌基本完整，且相对120 µm的加工深度，尺寸误差仅为1。4 µm，微沟槽的垂直度较好，垂直度偏差仅为4。9°;顺、逆磨方式下，随着磨削速度增大，磨削深度和进给速度减小，都可以减小蓝宝石微沟槽底部表面粗糙度;相较于逆磨方式，顺磨方式下微沟槽底面微坑较小，底面质量更优;在较优加工参数砂轮磨削速度35 m/s、磨削深度1 µm、工件进给速度200 mm/min下，表面粗糙度从4。487 µm降低至2。923 µm。

    蓝宝石磨削表面粗糙度结构化砂轮磨削方式微沟槽

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    三维超声振动辅助铣磨氧化锆陶瓷的试验研究

    沈剑云林少龙程家威吴贤...
    27-34页
    查看更多>>摘要：分析了三维超声振动辅助铣磨(Ultrasonic Vibration Assisted Grinding，UAG)中单颗磨粒的运动学，采用自主搭建的三维超声振动辅助铣磨加工系统，对氧化锆陶瓷进行超声振动辅助铣磨加工试验。在不同超声辅助条件下，对比铣磨氧化锆陶瓷的法向铣磨力、表面粗糙度和工件表面形貌，研究不同加工参数对三维UAG加工过程的影响规律以及三维超声对铣磨过程的影响。研究结果表明，铣磨氧化锆陶瓷时，法向铣磨力随超声辅助加工维度的增加而减小，三维UAG加工可有效降低其铣磨负荷，且加工参数对法向铣磨力降低幅度的影响最小;法向铣磨力降低幅度随进给速度与切削深度的增大而减小，随主轴转速的增大而增大。氧化锆陶瓷工件的表面粗糙度随超声辅助加工维度的增加而降低，表面形貌逐渐呈现更多的塑性划痕，加工参数对三维UAG加工表面粗糙度的影响最小。由此可见，三维UAG加工中，单颗磨粒切削轨迹长度的增大有利于其切削厚度减小，从而降低铣磨力并改善加工表面质量。

    超声振动辅助铣磨氧化锆陶瓷铣磨力表面粗糙度

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    高温合金磨削热损伤的形成机理及对表面完整性的影响

    尹佑康徐锦泱明伟伟安庆龙...
    35-42页
    查看更多>>摘要：高温合金磨削加工过程中易出现热损伤缺陷，严重降低零件的疲劳寿命，为解决该工程问题，采用锆刚玉砂轮与微晶刚玉砂轮对高温合金开展了深切缓进磨削试验。研究磨削工艺参数对磨削温度、磨削力，表面形貌与表面粗糙度的影响规律，揭示高温合金磨削热损伤的形成机理与有效抑制措施，对比分析磨削热损伤对表面完整性造成的影响。结果表明，加工弧区瞬时高温是引起高温合金磨削热损伤的本质原因，微晶刚玉砂轮因自锐性优势能有效抑制磨削热损伤，高温合金磨削热损伤表面呈现氧化变色、鱼鳞状涂覆纹理、硬度下降与残余拉应力等表面缺陷。实现高温合金无热损伤磨削的有效手段是降低磨削热量的产生与加工弧区的强化换热。

    热效应磨削加工形成机理表面完整性

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    基于Taguchi-GA协同的磁性磨料抛光性能预测及制备工艺参数寻优

    王燎原孙玉利张桂冠吴鹏飞...
    43-53页
    查看更多>>摘要：通过改变黏结法磁性磨料的制备工艺参数来设计正交试验，制备不同系列规格的磁性磨料，并对其进行形貌和成分检测。以3D打印AlSi10Mg板为加工对象，通过平面磁力研磨试验，揭示磁性磨料制备工艺参数对磁力研磨质量的影响规律。基于回归分析，建立参数与响应之间的回归模型，通过遗传算法实现参数优化。结果表明，在SiC粒径为18～25 µm，Fe与SiC的质量比为4。7，环氧树脂与聚酰胺的质量比为2，固化温度为100℃的条件下，材料去除率为1。7 mg/min，表面粗糙度由原始的3。90 µm降低至0。27 µm，降低率为93。1%。

    优化遗传算法磁性磨料磁力研磨抛光性能

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    有序排布砂轮磨削加工BK7玻璃试验研究

    卜颖滨万珍平成雨
    54-63页
    查看更多>>摘要：考虑磨削过程中任意相邻磨粒之间的相互作用，针对单颗磨粒进行有序排布研究，提出一种能够控制任意两颗磨粒间距的有序排布策略。经过排布后的每颗磨粒作为单独切削刃，在工件表面先后切除材料后形成沟痕。根据排布策略设计3种排布方式，任意相邻磨粒间距分别为-50 µm、0 µm、50 µm，利用电化学阳极溶解在砂轮基体表面制备排布模板，上砂电镀加厚制备相应的有序排布砂轮。采用磨削运动学方法，分析磨削中的磨削力和磨削温度变化情况，通过磨削试验测量实际磨削中磨削力和磨削温度并进行分析。结果表明，磨削力与进给速度呈正相关，磨削温度与进给速度呈负相关。磨削深度和磨粒排布间距综合影响温度和磨削力的变化，当磨粒间距较小时，随磨削深度的增加，磨削温度和磨削力稳步升高;当磨粒间距较大时，随磨削深度增加，两者先稳步升高，后缓慢升高。

    磨削加工砂轮磨粒有序排布磨削性能BK7玻璃

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    磨料水射流切削皮质骨断面形貌特征研究

    杨焘赵韡祝锡晶陈俊伟...
    64-70页
    查看更多>>摘要：为探索磨料水射流切削过程中对皮质骨材料的切削机理，提高切削断面质量，分别以石榴石、氯化钠为磨料对皮质骨进行切削，对比不同切削方向下断面粗糙度变化规律以及微观划痕特征。实验结果表明，断面粗糙度数值均呈现先减小后增大的特点，依据表面粗糙度数值将断面分为初始区、光滑区、粗糙区3部分。当使用磨料为氯化钠，切削方向垂直于骨单元时，断面粗糙度平均值分别是切削方向平行和横向于骨单元时断面粗糙度平均值的1。74倍和1。70倍。当使用磨料为石榴石，切削方向垂直于骨单元时，断面粗糙度平均值分别是切削方向平行和横向于骨单元时断面粗糙度平均值的1。41倍和1。55倍。切削过程中断面形成大量微米级划痕，对比氯化钠、石榴石2种磨料对断面划痕特征的影响，与石榴石相比，当使用磨料为氯化钠时，皮质骨切削断面划痕尺寸偏大，长度、宽度值跨度相近，划痕深度值跨度较大。

    水射流磨料皮质骨表面粗糙度微观形貌

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    可降解软磨料对再制造水射流清洗性能影响因素研究

    柴彤山黄呈棋李红钢程怀玉...
    71-81页
    查看更多>>摘要：提出一种新型可降解软磨料用于磨料水射流清洗技术，分析对比不同硬度磨料水射流清洗再制造零部件的清洗性能和表面损伤规律。采用石榴石硬磨料水射流、核桃壳软磨料水射流和纯水射流3种射流方式，开展清洗零部件污垢的对比试验;在不同清洗方式下，分析清洗速率、比能耗、清洗后表面粗糙度、最大坑深等4个方面的差异，并从宏观和微观层面分析不同清洗模式下基体损伤情况。结果表明，核桃壳软磨料能够有效去除表面污垢和杂质，降低比能耗，提高清洗速率，同时又不会对基体表面产生较大的损伤，在再制造业清洗或对表面粗糙度要求高的场合下，是一种较为理想的选择。

    磨料可降解水射流清洗再制造业

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    钨合金精密磨削砂轮磨损及对表面质量的影响机制

    李干康仁科董志刚王浩...
    82-89页
    查看更多>>摘要：为了满足钨合金零件的高精度和高完整性表面加工需求，实现钨合金磨削质量的控制和加工工艺的优化，通过分析砂轮磨粒种类和结合剂类型对砂轮磨损形式的关系，明确了超硬磨料砂轮在钨合金磨削加工中的优势。研究了磨粒粒度和磨削参数对钨合金磨削加工质量的影响规律，为制定合理的磨削工艺提供依据。通过磨削试验获得钨合金高精度和高完整性表面磨削加工工艺。研究结果表明，钨合金磨削过程中砂轮易磨损，超硬磨料砂轮更适合钨合金的磨削加工。金属结合剂金刚石砂轮在钨合金磨削加工的表面质量和加工精度方面表现出优越性。通过改进磨削参数，钨合金精密磨削后表面粗糙度可达18。9 nm，实现了镜面磨削效果。

    磨削加工表面粗糙度钨合金砂轮磨损磨削参数

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