磁流变光整加工技术研究进展

介绍了近年来磁流变光整加工（MRF）技术的研究状况及最新进展,对磁流变光整加工机理研究、加工机床与相关装置的开发、加工工艺试验研究、加工算法与模型研究、磁流变液流体开发与应用等五个方面进行了详细的综述与分析。最后探讨了磁流变光整加工中的关键技术与存在的问题,并对其发展趋势进行了展望。     

模具光整加工中的新技术

本文概述了光整加工在模具制造中的重要作用及我国模具制造技术的现状和差距,着重介绍了在模具光整加工中引入特种加工工艺的显著效果,例举了钢结硬质合金冲模光整加工中采用超声波抛光及电解锉削的实验结果。     

金属材料磁流变抛光液的研究

介绍了磁流变光整加工的原理和特点,配制出了可满足金属材料磁流变光整加工的磁流变抛光液,该磁流变抛光液具有良好的流变性和稳定性。用所配置的磁流变抛光液对45#钢进行了抛光实验,实验表明该磁流变抛光液具有良好的抛光性能,可使试件表面粗糙度值达到Ra=0.2 um。     

基于磁流变液的光整加工技术及其实现装置

磁流变液是一种新型的智能材料，在说明磁流变液特性的基础上，主要介绍了利用磁流变液实现零件表面光整加工的方法，重点分析了磁流变液光整加工基本原理。在此基础上，提出了实现加工的关键技术问题及解决对策，并设计了一套简易加工装置。     

流体磨料光整加工理论与技术的发展

20世纪60年代发明的挤压磨料流技术在机械零件去毛刺、抛光等光整加工领域产生了重要的影响,特别是自20世纪80年代引入我国之后,国内的科研人员进行了大量的理论研究与应用实践,不断涌现出新的以流体磨料为工具的光整加工技术。从流体磨料的材料去除机理、加工参数对性能优化的影响及应用中存在的均匀性问题及辅助控制技术三个方面综述流体磨料加工过程中的流动特性、去除机理及加工仿真等理论成果,总结近50年来传统黏弹性挤压磨料流技术及近年来针对于松散低黏度流体磨料的光整加工新技术,分析流体磨料加工的研究手段与方法,为今后进行深入的流体磨料光整加工研究,探索在诸如航空叶轮和叶盘等高性能复杂曲面零件高质量抛光中的应用提供了借鉴的方向。     

光整加工及其在军品生产中的应用

针对军工产品的特点,提出了两种比较理想的光整加工方法：强制螺旋流法和磁流变法。分析了各自的材料去除机理和实现光整加工的机构设计。     

磁性磨粒光整加工钛合金板的实验研究

利用磁性磨粒光整加工的方法研磨抛光钛合金板,并测量了抛光后的工件表面粗糙度。由于钛合金是非导磁性工件,可以通过增加永磁铁来改善加工区域的磁场特性,并用仿真软件模拟了增加永久磁铁和不加永久磁铁时加工钛合金的磁感应强度的大小。最后,采用正交试验方法来评估在磁性磨粒光整加工过程中旋转速度、加工间隙、磨粒类型及加工时间对工件表面粗糙度的影响。为了获得较好的加工表面,用方差分析和SN比寻求较好的试验条件。结果表明,磁性磨粒光整加工能够有效的抛光钛合金表面,获得理想的表面粗糙度。     

圆柱型永磁体磁流变抛光头设计及其参数优化

针对传统加工技术存在表面损伤、加工效率低的问题,将极具前景的面接触式超精密磁流变抛光技术应用到3C制造业中。对圆柱型永磁体磁流变抛光头在加工过程中的抛光垫的形貌进行了研究分析,发现圆柱型永磁体磁流变抛光头在加工过程中存在一种"环状效应",利用"环状效应"对圆柱型永磁体磁流变抛光头进行了结构设计,并对其进行了设计理念分析;对圆柱型永磁体抛光头在6061的铝合金工件上进行了单因素抛光实验,通过实验获得了最优参数。研究结果表明:该圆柱型永磁体磁流变抛光头能够实现环状加工区域的高效光滑平坦化加工,工件表面粗糙度达到52 nm,材料去除率达9.1μm/min,大大提高了磁流变抛光的效率,为面形精度在微米级的超光滑平面的制造提供了一种高效的加工方法。     

砂轮约束磨粒喷射精密光整加工材料去除机理研究

基于磨粒特征尺寸与砂轮、工件间液膜厚度比值的变化,研究了砂轮约束磨粒喷射精密光整加工材料去除机理。分析了在两体加工及三体加工模式条件下,单颗磨粒运动特点以及磨粒由两体研磨加工向三体抛光加工转变的临界条件。实验证明,砂轮约束磨粒喷射光整加工中,随着加工循环的增加,工件表面微观形貌变化规律与理论分析相同,实验结果和理论分析吻合很好。     

曲面磁流变抛光工艺与抛光头结构分析

由磁流变抛光材料去除机理出发,阐述了磁流变抛光去除函数传递的工艺流程特点,明确抛光过程中对抛光轮与工件位置关系恒定的工艺要求。在此基础上,针对设计的磁流变抛光头结构,结合抛光轮轮廓外形与整个抛光头结构特征点计算法,对可加工曲面工件曲率半径和曲面角度范围及其影响因素进行了分析,给出了整个工艺过程中带动测头升降的气缸分别在加工位置和测量位置所需的行程及计算方法,并指出测头设计安装原则。结论可用于异形结构工具曲面加工设备的分析与设计。     

超声波磁流变复合抛光中几种工艺参数对材料去除率的影响

提出了一种光学抛光的新方法——超声波磁流变复合抛光。介绍了该抛光方法的基本原理和实验装置,进行了超声波磁流变复合抛光实验,采用轮廓仪实测了光学玻璃超声波磁流变抛光材料去除轮廓曲线。通过该项工艺实验,研究了五种工艺参数(磁场强度、超声振幅、抛光工具头与工件的间隙、抛光工具头转速、工件转速)对光学玻璃材料去除率的影响。在一定实验条件下,获得的材料去除率为0.139 μm/min,并获得了超声波磁流变复合抛光工艺参数与材料去除率的关系曲线,得出了光学玻璃超声波磁流变复合抛光的材料去除规律。     

磁流变斜轴抛光及其路径控制

为解决磁流变抛光较小曲率半径(φ8 mm以下)非球面光学零件困难和抛光效率不高等问题,以四轴超精密机床为平台,开发出一种基于磁场辅助的磁流变斜轴抛光工艺,采用微小磁性工具头斜轴抛光方式,通过X轴、Y轴、Z轴、B轴四轴联动,控制抛光路径,防止干涉,实现微小非球面的超精密抛光.并对微小磁性斜轴抛光工具头的抛光路径轨迹进行了分析计算,采用驻留时间修正方法对误差进行修正,在此基础上开发出适用于微小非球面斜轴抛光的数控加工与修正软件.     

硅晶片抛光加工工艺的实验研究

双面抛光已成为硅晶片的主要后续加方法,但由于需要严格的加工条件,很难获得理想的超光滑表面.设计了硅片双面抛光加工工艺新路线,并在新研制的双面抛光机上对硅晶片进行抛光加工,实验研究了不同加工参数对桂晶片表面粗糙度和材料去除率的影响.采用扫描探针显微镜和激光数字波面干涉仪分别对加工后的硅晶片进行测量,实验结果表明:在优化实验条件下硅晶片可以获得表面粗糙度0.533nm的超光滑表面.     

ER70S-6焊丝生产工艺研究

本文介绍了首钢水城钢铁对ER70S-6焊丝用钢调试生产情况,为进一步提高ER70S-6焊丝用钢拉拔加工性能,本文主要从钢坯的加热温度,开轧温度,终轧温度,焊丝的吐丝温度,冷却速度对焊丝用钢拉拔性能的影响做了充分的论述。通过理论指导实践的基本实验方法,确定了对钢坯的加热温度,开轧温度,终轧温度,焊丝的吐丝温度,冷却速度的温度控制范围,试制生产出了符合厂家要求的焊丝产品。     

滚动轴承疲劳破坏机理和疲劳寿命模型综述

延长轴承疲劳寿命,尤其是滚动轴承的接触疲劳寿命.一直是轴承工作者十分重视的研究课题.本文概括了滚动轴承接触疲劳破坏机理的主要形式和形成原因,总结了不同阶段的滚动轴承接触疲劳寿命计算公式,分析了不同滚动轴承接触疲劳寿命模型的区别.介绍了表面涂层的摩擦学性能在滚动轴承中的应用.     

Particle Damage in Hertzian Contacts and Life Ratings of Rolling Bearings

Particle denting, and contamination marks found on bearing raceways, can induce stress concentrations and facilitate surface initiated fatigue. The lubricant film developed at the dent and related local surface stresses are also significant to the crack initiation mechanism. In this article, a new methodology is presented to link the micro-EHL film and related local stresses to the fatigue life of rolling bearings. The applied methodology is based on Fourier analysis of the harmonic components of the surface microgeometry to predict stresses and induced lubricant film. The application of this method to actual bearing surfaces is discussed and analyzed in relation to some existing microcontact EHL solutions. A global evaluation of the use of the method to rolling bearings dynamic load ratings is also carried out. A comparison between experimentally obtained rolling bearing life and lives predicted using the present theory indicate the global ability of the model to describe the effect of the lubrication quality on the life expectancy of rolling contacts. From this analysis, an assessment of some typical equations used in rolling bearing dynamic ratings is carried out. It is found that the degree of lubrication of the rolling contact and the cleanliness conditions of the oil are indeed significant to the prediction of the life expectancy of the bearing.     

陶瓷支承在套圈超精加工中的应用研究

本文提出了一种新型套圈超精加工支承材料——陶瓷材料，对该材料的性能、摩擦磨损机理和支承块的加工技术等进行了理论及实验方面的研究。并对陶瓷支承材料和传统支承材料(尼龙、胶木)在轴承套圈超精加工中应用情况进行了对比实验，结果可知：陶瓷支承比传统支承材料更有利于提高轴承套圈的加工精度和外观质量，并且完全可以消除支承材料所引起的支承印缺陷。     

Non-resonant vibration-assisted magnetorheological finishing

Nano-finishing of material surfaces is an important class of technology in precision manufacturing. This paper presents a non-resonant vibration-assisted magnetorheological finishing method for difficult-to-process materials. The aim is to enhance the shearing effects of the magnetorheological finishing. A two-dimensional vibration-assisted polishing device was developed, and the impact forces generated by the vibration could change the contact force during the experiments. A polishing force model that considered the vibration parameters was established, which could analyze the processing principles and explain the reason for the increase in shear force. Then, a set of processing experiments were carried out to study the effects of vibration parameters on the surface roughness and peak-to-valley value of silicon carbide samples. Finally, the relationship between the vibration parameters, surface quality, and polishing forces was studied. Theoretical calculations and experimental analyses show that the vibration could improve the shearing effects of the flexible polishing cluster. Meanwhile, a higher amplitude and frequency could raise the total shear force, which can lead to a better surface quality.     

新型滚切式双边剪结构设计

介绍宽厚板轧机精整线上新型滚切式双边剪结构特点。     

集群磁流变变间隙动压平坦化加工试验研究

为了提高光电晶片集群磁流变平坦化加工效果,提出集群磁流变变间隙动压平坦化加工方法,探究各工艺参数对加工效果的影响规律。以蓝宝石晶片为研究对象开展了集群磁流变变间隙动压平坦化加工和集群磁流变抛光对比试验,通过检测加工表面粗糙度、材料去除率,观测加工表面形貌、集群磁流变抛光垫中磁链串受动态挤压前后形态变化,研究挤压幅值、工件盘转速、挤压频率以及最小加工间隙等工艺参数对加工效果的影响规律。试验结果表明：集群磁流变平坦化加工在施加工件轴向微幅低频振动后,集群磁流变抛光垫中形成的磁链串更粗壮,不但使其沿工件的径向流动实现磨粒动态更新、促使加工界面内有效磨粒数增多,而且在工件与抛光盘之间的加工间隙产生动态抛光压力、使磨粒与加工表面划擦过程柔和微量化,形成了提高材料去除效率、降低加工表面粗糙度的机制。对于2英寸蓝宝石晶电（1英寸=2.54 cm）集群磁流变变间隙动压平坦化加工与集群磁流变抛光加工效果相比,材料去除率提高19.5%,表面粗糙度降低了42.96%,在挤压振动频率1 Hz、最小加工间隙1 mm、挤压幅值0.5 mm、工件盘转速500 r/min的工艺参数下进行抛光可获得表面粗糙度为Ra0.45 nm的超光滑表面,材料去除率达到3.28 nm/min。证明了集群磁流变变间隙动压平坦化加工方法可行有效。