超声波加工工程陶瓷孔的研究

对超声波加工工程陶瓷孔进行了研究 ,分析了材料去除机理 ,建立了超声波加工工程陶瓷孔时的材料去除率模型。由公式知 :材料去除率随静载荷、工具振幅、磨粒直径的增大而增大 ,随着材料断裂韧性和硬度的升高而降低 ,并实验验证了理论推导的材料去除率公式     

金刚石工具钻削加工工程陶瓷孔的研究（Ⅰ）

本文对金刚石工具钻削加工工程陶瓷孔进行了研究。理论分析了材料去除机理，建立了钻削加工工程陶瓷孔时的材料去除率模型。由公式得出：材料去除率随着载荷、磨粒直径和工具转速的增大而增大，随着工件材料断裂韧性和硬度的升高而降低，并实验验证了理论推导的去除率公式。     

金刚石工具钻削加工工程陶瓷孔的实验研究

金刚石工具钻削加工工程陶瓷孔时的材料去除率随着工具转速、磨粒直径以及外载荷的增大而增大；随着材料自身硬度和断裂韧性的升高而降低。本篇实验研究了各主要加工参数与材料去除率及孔加工质量的关系。1实验条件1．1实验设备和工件材料实验设备是利用CA6140车床改装而成的。工具使用专用夹具装夹后，利用三爪卡盘装夹于机床的主轴上。工件材料选用99．5％的Al2O3工程陶瓷。1．2金刚石工具的选择1．2．1金刚石磨料粒度的选择金刚石工具中金刚石磨料的粒度直接影响工程陶瓷材料的加工表面质量和加工效率。通常磨料粒度越粗，加工效率越高…     

Si3N4陶瓷引弧微爆炸加工材料去除率建模与分析

利用引弧微爆炸加工装置,以氮化硅工程陶瓷为加工对象,对引弧微爆炸加工过程的喷嘴烧损及材料去除率进行了研究。通过喷嘴烧损实验,研究了喷嘴烧损规律及喷嘴直径对材料去除率的影响;利用正交实验方法,建立了材料去除率经验模型并分析了材料去除率随加工参数的变化规律。结果显示:喷嘴直径随着脉冲次数的增加而扩展,当直径在2.4～2.8 mm之间时,可以产生最好的加工质量和最大的材料去除率;四个主要加工参数对材料去除率的影响显著,材料去除率随着工作电流、工作气压、工作脉宽的增大而增大,随着工作距离的增大而减小;建立的指数型经验模型简单可靠,与实验结果吻合良好,可以用于材料去除率的预测及控制。     

旋转超声波加工中延性去除模式的实验研究

介绍了工程陶瓷旋转超声波加工中延性去除模式的存在条件及材料去除机理，通过实验分析了各种加工参数对材料去除率的影响。实验结果表明，适当增加转速、降低静压力、相应地减小磨料粒度，有利于实现工程陶瓷材料去除机理由脆性去除向延性去除转变。在延性去除模式下，磨料粒度、静压力、转速和振幅的增加均导致材料去除率的增加。     

电火花磨削非导电工程陶瓷实验研究

针对非导电工程陶瓷的加工难题,提出了双电极同步伺服电火花磨削新方法,并用不导电的Al2O3工程陶瓷进行了加工实验,研究了脉冲宽度、脉冲间隔、峰值电压、峰值电流等电参数对材料去除率和表面粗糙度的影响规律,并进行了理论分析.实验结果表明,在实验加工的范围内,脉冲宽度的增加、峰值电压的升高、峰值电流的增大、脉冲间隔的降低都能使材料去除率升高,而对表面粗糙度的影响则不尽相同.     

非导电工程陶瓷电火花磨削工艺规律研究

开发了一种新的非导电工程陶瓷电火花磨削工艺,采用该工艺能够将电火花放电的能量用于非导电工程陶瓷工件,对其进行电火花磨削加工.采用该方法对不导电的Al2O3工程陶瓷进行了一系列加工实验,对材料去除率、表面粗糙度的影响因素进行了研究,给出了影响规律及取得较好加工效果所需的几种非电参数的数值范围,并进行了理论分析.实验表明,大的电参数有利于材料去除率的提高.     

超声波加工工艺的材料去除率建模及试验研究

对硬脆材料的超声波加工工艺进行了研究，分析了材料去除机理，建立了材料去除率数学模型，给出了材料去除率与各工艺参数之间的关系。通过对玻璃进行超声波加工试验，进一步验证了该模型的正确性。     

基于超声波研磨加工机理的影响因素研究

根据硬脆材料具有很高的硬度和脆性特点,建立了超声波研磨加工硬脆材料去除理论模型,从理论上分析了超声波研磨加工硬脆材料的去除原理和加工优势,详细地分析了加工间隙、磨粒大小和超声波声压对材料的去除率和加工质量的影响.研究表明,基于超声波研磨加工在最佳组合条件下能够有效提高工件表面质量,实现精密超精密加工.     

钛铝合金电火花加工工艺参数影响实验

为研究钛铝合金电火花加工工艺参数对材料去除率的影响,通过四因子二水平的全因子析因实验,确定了材料去除率的显著影响因子为电极极性、脉宽、占空比和峰值电流。通过最陡上升路径法,找到了材料去除率最大值对应的参数范围,并以此为基础设计中心复合响应曲面实验,得到了材料去除率的拟合公式,计算出材料去除率理论最大值及其对应的加工参数。实验验证了材料去除率拟合公式的正确性,并给出材料去除率拟合公式适用的参数范围。     

侧铣式高速电弧放电加工工艺研究

侧铣式高速电弧放电加工利用电极侧面放电蚀除工件材料,能加工复杂的型腔、沟槽及直纹面等。为了探索这种新型电弧放电加工的工艺特性,探讨了峰值电流、脉宽和冲液压力等条件对工件材料去除率和相对电极损耗率的影响。实验结果表明:提高冲液压力和峰值电流均能增大工件材料去除率;相对电极损耗率随冲液压力的提高而增大,随峰值电流的提高而减小。在一定范围内,工件材料去除率随脉宽的提高而增大,相对电极损耗率随脉宽的提高而减小。     

氧化锆陶瓷大抛光模磁流变抛光试验研究

目的研发一种高效、高质量氧化锆陶瓷超光滑表面加工技术。方法采用大抛光模磁流变抛光方式加工氧化锆陶瓷,利用自主研发的磁流变平面抛光装置,配制含有金刚石磨粒的磁流变抛光液,通过设计单因素实验,研究抛光时间、工作间隙、工件转速和抛光槽转速等主要工艺参数对氧化锆陶瓷平面磁流变加工性能的影响,并对材料去除率和表面粗糙度进行分析。结果在工作间隙为1.4 mm、工件转速为100 r/min、抛光槽转速为25 r/min的工艺条件下,表面粗糙度在达到饱和之前随时间的增加而降低。抛光30 min达到饱和,表面粗糙度Ra达到0.7 nm。继续延长抛光时间,表面粗糙度不再改善。氧化锆陶瓷的材料去除率随着工件转速和抛光槽转速的增加而增大,随着工作间隙的增大而减小。当工件转速为300 r/min时,材料去除率可以达到1.03 mg/min;抛光槽转速为25 r/min时,材料去除率可以达到0.80 mg/min;工作间隙为1.0 mm时,材料去除率最高可达0.77 mg/min。结论采用大抛光模磁流变抛光方法可以提高氧化锆陶瓷的材料去除率,同时获得纳米级表面粗糙度,实现氧化锆陶瓷的高效超光滑表面加工。     

陶瓷基复合材料加工技术及其表面亚表面损伤机制研究进展

综述了陶瓷基复合材料的传统机械加工、超声辅助加工、激光加工、多能场复合加工等加工方式的研究进展,并简述了几种加工方式的优缺点.对陶瓷基复合材料的表面及亚表面损伤机制进行了总结和分析,包括材料表面亚表面损伤形式、材料表面亚表面理论及模型研究.提出了传统的陶瓷基复合材料加工技术需要进一步优化刀具材料、开发新的刀具结构、优化工艺参数等,以减少加工缺陷.研究了复合加工中材料去除率最大条件下的损伤容限条件、材料加工后的性能保持性等,同时探究了高效高质量的多能场复合加工新方法及其应用理论,以及研究探索了在复杂载荷及动载荷(如动态切削力、高温切削及超声动态冲击载荷)耦合作用下陶瓷基复合材料的内在损伤机理及演化问题.     

电火花块反拷加工控制系统设计与实验

对电火花块反拷加工的运动控制系统进行了设计,提出了可行的数据采集策略与运动控制策略。基于LabView开发的运动控制系统主要包括初始化模块、粗对刀模块、精确对刀模块、加工控制模块与坐标实时显示模块。应用设计的控制系统对碳化钨工具电极进行了反拷加工实验,正交实验结果得出:材料去除率随着脉宽的增大先增加后减小,脉宽有一个最佳值,脉宽小了能量不足,脉宽大了容易产生电弧放电,影响了材料去除。材料去除率随着脉间相对于脉宽倍数、主轴转速与进给率的增大而增大,足够大的脉间以及主轴转速,有利于电火花加工区域的消电离与加工产物的排除,在材料能够有效去除的前提下,进给速度越快材料去除率越高。     

工程陶瓷超声波加工机理的有限元分析

采用超声波加工工程陶瓷等硬脆材料时,工件材料表面受到磨粒的碰撞,接触区域将发生变形。利用断裂力学和接触力学的方法分析撞击区域的应力及应力波传播,并使用ANSYS/LSDYNA有限元软件数值模拟分析工件材料表面的裂纹产生过程及扩展。     

基于裂纹驱动推挤加工工程陶瓷新方法及刀具磨损研究

基于边缘效应驱动裂纹软推挤加工工程陶瓷是一种新的加工方法。为实现工程陶瓷等硬脆材料的高效、低成本加工,通过试验研究了加工过程中车刀进给速度、凸缘厚度、槽深三个重要加工参数对车刀磨损的影响规律。结果显示:基于边缘效应驱动裂纹软推挤加工,能充分发挥裂纹扩展的高速度、低能耗特点,从某种程度上实现了软的刀具加工硬度比它高的材料。切削实验表明:随着车刀轴向进给速度增大,车刀的磨损量减小;但当凸缘较厚时,进给速度过大可能会使车刀发生崩刃,凸缘厚度越厚,其断裂强度越好,所以车刀磨损增加;槽深越深时,断裂强度变差,车刀磨损减小;但随深度增加,车刀与材料接触增大,车刀磨损曲线折回,呈缓慢增大趋势。     

电镀金刚石线锯超声振动切割多晶硅材料工艺研究

通过电镀金刚石线锯在超声振动下切割多晶硅的实验,研究了工艺参数对材料去除率的影响,建立了单颗金刚石磨粒材料去除模型,分析了金刚石粒度、静压力和线速度与材料去除率的关系.分析表明:基于超声波线锯切削条件下,适当提高金刚石粒度、静压力和线速度有利于提高材料去除率.施加超声振动后金刚石锯切加工效率平均提高1～2.5倍.     

纤维强化陶瓷复合材料的电火花加工

陶瓷基复合材料密度低,在高温下仍保持高强度,被认为是下一代先进的航空航天材料,但对其加工却十分困难。采用电火花方法加工一种连续陶瓷纤维强化陶瓷基复合材料,并比较排屑条件对加工性能的影响。为深入研究加工工艺,使用正交试验研究了极间电压、峰值电流、脉宽和占空比等工艺参数对材料去除率的影响,同时进行了方差分析。通过分析预测了最优加工条件,并通过试验进行验证。结果表明:采用电介质深冲的电火花加工可促进排屑,材料去除率提高了约80%;采用高极间电压和小占空比可显著提高加工效率。试验还发现这类复合材料电火花的主要去除方式是基体材料热扩散导致的裂纹和绝缘纤维的断裂。     

超声波数控加工中工具振幅的简易测量

超声波加工中，工具振幅在材料去除中起着重要作用，研究振幅对材料去除率的影响，需要对工具振幅进行定量测量。介绍了前人测量振幅的几种常用方法，并提出一种超声波数控加工中振幅测量的简易方法。     

工程陶瓷超声加工的基础试验研究

介绍了工程陶瓷超声加工的基本原理以及加工过程中材料去除机理。对超声加工陶瓷的基本规律进行了实验研究，并对实验中发现的问题进行了探讨。