低温微量润滑和超声椭圆振动下GH4169合金切削研究

GH4169镍基合金切削加工时容易造成明显加工硬化现象,形成了很大的切削力和切削温度,对刀具带来严重磨损。为了提高GH4169合金的切削机加工性能,结合超声椭圆振动(UEV)和低温微量润滑(CMQL)的优势设计了一种UEV+CMQL切削方式。搭建CBN刀具的GH4169合金切削实验,开展不同切削方式下切削力和切削温度性能分析。研究结果表明,采用低温微量润滑实现了切削力的大幅下降,促使工件硬度与切削力的显著提高。相比常规切削方法,以UEV与CMQL方法使温度减小19.7%。设定更低喷雾温度时刀尖应力明显减小,喷嘴角度减小可以使刀具中形成更低应力,延长刀具使用寿命,提升刀具耐磨性能并获得更优减磨效果也能够适难加工合金用,研究结果作为改善合金切削生产工艺的重要参考依据。     

超声振动切削夹片的应用研究

基于振动切削机理，针对锚具夹片精加工存在的问题，研究将超声振动切削用于夹片加工。实验分析表明，该方法不仅保证了加工质量，还可提高加工效率、减轻劳动强度和降低产品成本等。     

超声加工技术研究进展

超声加工技术依靠瞬时高频振动撞击对工件断续加工,具有极强切削能力的同时,具有较小的宏观切削力,主要用于硬脆材料的精密加工,能提高加工精度和表面质量。首先,阐明了超声加工技术的基本原理及其基本应用范围。其次,综述了超声辅助切削加工技术的研究进展,着重论述了超声辅助铣削净切削时间模型的建立以及模型正确性验证,总结了加工参数对刀具运动轨迹、工件表面质量的影响,阐明了椭圆振动切削能有效抑制切削颤振带来不利影响的原因;探讨了超声辅助磨削技术在加工非金属和金属材料时,对表面质量以及工件表面温度分布的影响;综述了超声辅助钻削技术的切削力和进给速度与普通钻削参数的比较。再者,介绍了超声波加工技术的新发展方向,包括三维椭圆超声振动切削技术、超声ELID复合磨削技术、超声EDM复合加工技术、超声辅助抛光的工作原理及最新研究趋势和能实现的试验效果。最后,总结了目前对超声加工技术及超声辅助或复合技术的研究。     

超声振动切削技术研究应用概况与发展动向（上）

叙述了超声振动切削的加工机理，特点。介绍了国内外超声振动切削的应用及发展动向。     

钨合金超声椭圆振动切削表面完整性研究

目的 研究钨合金超声椭圆振动切削表面完整性的变化规律,为实现钨合金高表面完整性加工提供理论基础.方法 设计单因素试验,采用单晶金刚石刀具开展钨合金超声椭圆振动切削试验,并与普通切削进行对比,研究不同切削深度下超声椭圆振动对工件表面形貌、表面粗糙度、微观组织、位错密度、显微硬度以及表面残余应力的影响.结果 普通切削或超声椭圆振动切削后,工件表面的位错密度、显微硬度以及残余应力均随着切削深度的增加而增大,且亚表面的晶粒都发生了一定程度的塑性变形,并出现了晶粒细化.与普通切削相比,超声椭圆振动切削可以有效抑制加工过程中鳞刺和犁沟的产生,改善表面粗糙度;工件表面会产生更高的硬化程度、残余压应力和位错密度,位错密度的量级在108 mm–2;亚表面的变质层厚度更小.结论 相比于普通切削,超声椭圆振动切削可以降低表面粗糙度,增大表面残余压应力,提高工件表面完整性.     

超声波椭圆振动切削研究

通过对纵向振动变幅杆的研究,提出了一种新型的以两个相互垂直方向同时激励的超声波椭圆振动切削系统的结构,分析了实现振动方式转换的机理,利用MATLAB对结构中刀尖轨迹进行分析,并利用有限元分析方法对变幅杆结构进行动力学分析.     

超声振动切削技术研究应用概况与发展动向(上)

叙述了超声振动切削的加工机理、特点,介绍了国内外超声振动切削的应用及发展动向.     

超声振动切削加工精度的试验研究

文章对超声振动切削和普通切削加工的圆度和锥度作了对比,研究了振动切削加工圆度和锥度的变化规律。     

钛合金超声椭圆振动铣削参数对切削力的影响

钛合金航空薄壁结构件在铣削过程中受力形式复杂,切削力较大。超声椭圆振动切削的特点是切削刀具的刀尖按椭圆轨迹运动,进行高频间歇性切削,有助于降低切削力。铣削时改变切削参数将对切削力产生不同影响。采用自行研制的螺纹式椭圆激励式超声振动铣削刀柄装置,针对钛合金薄壁件进行实验,结果表明:相较于普通铣削,随着每齿进给量的增大,超声椭圆振动铣削均可减小钛合金薄壁件在铣削加工过程中的切削力,降幅可达35%以上。     

Development of Ultrasonic Elliptical Vibration Controller for Elliptical Vibration Cutting

A new ultrasonic vibration controller is elaborated for ultrasonic elliptical vibration cutting. A method is developed to remove cross talks between the two directional vibrations of the stepped vibrator excited in the same bending mode in two directions, so that the two directional vibrations can be controlled independently. A controller is fabricated to keep the elliptical vibration to have a desired locus, where the amplitudes of the two directional vibrations and their phase shift are kept to be desired values, and the vibration frequency is locked to an average value of their resonant frequencies. The developed vibration control system is applied to ultraprecision diamond turning of hardened die steel, and an ultraprecise mirror surface with a shape accuracy of less than 0.2 μm is obtained.     

钛合金腹板高速超声椭圆振动铣削力研究

高速超声椭圆振动切削是使切削刀具刀尖附加椭圆振动进行的超声频断续切削,突破了超声振动加工对临界速度的限制。采用自行研制的螺纹式椭圆激励式超声振动铣削刀柄装置对钛合金腹板进行铣削试验,结果表明:随着高速超声椭圆振动切削的速度增大,切削力增幅明显,且相比于普通铣削所受到的切削力约少20%。     

光纤阵列的超声椭圆振动辅助化学机械抛光

为了获得平整的光纤阵列端面,设计了一套超声椭圆振动辅助化学抛光系统,并进行常规化学机械抛光和超声椭圆振动辅助化学机械抛光的对照试验。结果表明,应用超声椭圆振动辅助化学机械抛光技术加工光纤阵列,选择合理的抛光工艺参数,可获得质量较好的光纤阵列端面,相比于常规化学机械抛光技术,光纤的表面粗糙度降低了25%。采用单因素试验法,分别研究了抛光粒子材料及抛光液酸碱性对于超声椭圆振动辅助化学机械抛光的作用效果,并利用Vecco表面轮廓仪对抛光后光纤阵列端面进行观察和分析。采用正交试验法获得了一组超声椭圆振动辅助化学机械抛光光纤阵列的优化工艺参数,最佳工艺参数组为:超声振动频率25 k Hz,抛光液流量35 m L/min,抛光压力50 k Pa,抛光盘转速20 r/min,抛光粒子质量分数0.5%。     

超声振动车削的研究现状

对超声振动车削的特点进行详细的介绍.介绍了超声振动车削的分类方式:一维超声直线振动车削、二维超声椭圆振动车削和三维超声3D振动车削,同时论述了一维超声直线振动车削、二维超声椭圆振动车削和三维超声3D振动车削的切削原理、研究现状与应用.最后总结了超声振动车削现阶段所存在的问题并提出了今后的发展趋势.     

超声加工技术的研究现状及其发展趋势

结合近年来超声加工技术的发展状况,综述了超声振动系统的研究进展和超声加工技术在深小孔加工、拉丝模及型腔模具研磨抛光、难加工材料的加工、超声振动切削、超声复合加工等方面的最新应用,并阐述了超声加工技术的发展趋势.     

深孔超声轴向振动钻削装置的设计与研究

根据振动切削机理对超声振动钻削和普通钻削进行了分析和比较,设计出一种在摇臂钻床上加工小直径深孔的超声轴向振动钻削装置.并分析了超声振动钻削装置设计中的一些关键技术问题,为在摇臂钻床上加工小直径深孔提供了一种新的工艺方法.