基于功率超声珩磨的空化泡动力学模型的研究

功率超声珩磨是在普通珩磨的基础上施加了功率超声振动。当超声波的强度超过液体空化阈值的时候会发生空化效应,产生大量的空化泡。在对功率超声珩磨切削运动以及空化效应基本理论分析的基础上,以单个空化泡为研究对象,利用能量守恒定律,建立功率超声珩磨单个空化泡的动力学方程,为功率超声珩磨空化效应的进一步研究提供了理论支撑。     

功率超声珩磨颤振的动力学模型研究

功率超声珩磨中的颤振是动态珩磨中强烈的自激振动,也是影响零件加工质量和机床切削效率的提高的主要因素之一。在对功率超声珩磨切削机理进行研究的基础之上,分别以单颗磨粒和珩磨油石整体为研究对象,建立功率超声珩磨加工的单自由度和两自由度非线性动力学模型,从而有助于人们更好地去分析研究功率超声珩磨颤振机理。     

钕铁硼材料的功率超声珩磨加工试验研究

针对钕铁硼材料的高硬度、高脆性的难加工特性,利用功率超声珩磨加工方法,设计了钕铁硼功率超声珩磨加工试验装置,对钕铁硼进行加工试验,通过对试验数据的正交分析,找到了影响钕铁硼加工表面粗糙度和材料去除率的因素,并通过超声振动珩磨与普通珩磨加工钕铁硼材料的表面SEM照片,证明了钕铁硼材料的功率超声珩磨加工相比普通珩磨加工,能够提高钕铁硼材料的加工质量.     

功率超声珩磨单颗磨粒耦合颤振模型

颤振是功率超声珩磨中极易产生的一种动态强烈自激振动现象,是影响工件加工质量和机床加工效率的重要因素之一.在对功率超声珩磨机理研究的基础上,以单颗磨粒工件系统为研究对象,分别建立了功率超声珩磨系统的两自由度非线性耦合颤振物理模型及数学模型,并确定了其微分方程表达式,为进一步寻求抑制、消除颤振策略提供了理论依据.     

高强度钢超声珩磨的试验及机理研究

本文在自行研制的超声振动珩磨装置基础上对高强度钢深孔进行了超声珩磨和普通珩磨的对比试验研究，通过工件内表面粗糙度，表面形貌的分析，得出了超声珩磨明显优于普通珩磨，并提出了超声振动珩磨独特的加工机理，文中还通过实验得出了超声振动珩磨的谐振频率随负载的增大而增加的结论，这与文献「８」的结论有所不同。     

基于空化效应的功率超声珩磨再生型颤振研究

功率超声珩磨加工过程中的颤振影响因素很多,不仅包含物理磨削过程和机械振动环节,还包含了高频振动和超声波传动系统,是一个非常复杂的复合振动系统。通过建立珩磨颤振动力学模型,重点研究珩磨中空化泡溃灭产生辐射声压对再生型颤振的影响,结果表明:决定功率超声珩磨再生型颤振的主要原因为磨削厚度;空化泡溃灭产生的辐射声压会加剧系统颤振的频率,但对系统颤振的时域图变化趋势和振幅的大小基本没有影响。     

超声纵振珩磨表面微观特性的试验研究

在文献[1]中，作者对径向超声振动磨削和纵向（轴向）超声振动珩磨的磨削特点进行了对比研究，建立了磨粒径向超声振动珩磨的切削模型，推导了纵向超声振动珩磨临界速度的计算公式，为了验证所建模型的正确性及进一步研究超声纵振珩磨的磨削表面特征，本文对工程陶瓷ZrO2和高强度P钢进行了纵向超声振动珩磨试验，通过电镜SEM观察分析了表面磨削特征，研究表明：纵向超声振动珩磨具有比普通珩磨较大的材料去除率，并且磨削表面光滑，粗糙度低。     

超声珩磨运动学分析及试验研究

针对高强度钢精密深孔加工中存在的难题，研制了一套超声珩磨装置并进行了试验研究。通过对超声珩磨运动滨研究，给出了确定临界珩磨速度的理论公式。借助于ＳＥＭ对表面粗糙度，表面形貌进行了分析，得出超声珩磨明显优于普通珩磨。文中还通过实验得出超声珩磨的谐振频率随负载的增大而增加的结论。     

细磨粒超声珩磨ZrO2表面特征研究

采用细粒度金刚石油石，对氧化锆工程陶瓷进行了超声珩磨与普通珩磨的试验研究。试验结果表明，磨削条件对被加工表面的粗糙度和表面破碎影响较大：1)超声珩磨的表面和普通珩磨表面相比，磨削沟槽不仅宽且底部平坦，网纹较均匀，珩磨沟槽的顶部较平整，并且不存在断续现象。2)普通珩磨的延性域加工临界磨削深度不超过1．5m，而超声珩磨方式下，其延性域临界磨削深度可达到3μm。3)普通珩磨方式下，在磨削速度100～150r/m，磨削深度1．0～1．5μm时，可取得较低粗糙度值；超声珩磨方式下，在磨削速度150～190r/m，磨削深度1．0～1．5μm时，取得较低的粗糙度值，同等条件下比普通珩磨低1～2级。     

韧性材料超声珩磨机理研究进展

介绍了超声波装置的原理、结构以及夹芯式压电换能器的谐振阻抗、电声转换效率等声学参数的测试结果，重点讨论韧性材料超声珩磨机理，提出超声珩磨油石不易堵塞机理，对铜、铝、钛合金等韧性材料的精珩、镜面珩磨有重要意义。     

超声珩磨运动学分析及试验研究

针对高强度钢精密深孔加工中存在的难题 ,研制了一套超声珩磨装置并进行了试验研究。通过对超声珩磨运动学的研究 ,给出了确定临界珩磨速度的理论公式。借助于SEM对表面粗糙度、表面形貌进行了分析 ,得出超声珩磨明显优于普通珩磨。文中还通过实验得出了超声珩磨的谐振频率随负载的增大而增加的结论     

轴向功率超声振动珩磨颤振的稳定性分析

功率超声振动珩磨颤振是影响零件加工表面质量的主要因素之一,其稳定性研究具有重要意义.利用解析法和作图法对建立的轴向超声振动珩磨非线性动力学模型分别从轴向和径向进行了稳定性分析,得出刚度非线性因素对轴向稳定性影响不明显,超声激振频率对轴向响应幅值有较大影响,推导出径向系统稳定性方程,得出加工参数与响应幅值的关系,对抑制颤振方法提供了理论基础.     

韧性材料超声珩磨机理研究进展

介绍了超声珩磨装置的原理、结构以及夹芯式压电换能器的谐振阻抗、电声转换效率等声学参数的测试结果 ,重点讨论韧性材料超声珩磨机理 ,提出超声珩磨油石不易堵塞机理 ,对铜、铝、钛合金等韧性材料的精珩、镜面珩磨有重要意义     

参数化功率超声珩磨装置工程图智能生成研究

提出了一种UG环境下针对参数化产品的工程图智能生成方法,综合运用UG二次开发工具,开发出参数化功率超声珩磨装置智能辅助制图系统。该系统利用模板技术实现了自定义图纸模板的自动导入;定制了国标化制图标准,通过编程实现视图生成、尺寸自动标注、新版粗糙度标注功能;使用数据库技术实现技术要求的自动读写;基于属性映射实现标题栏和明细栏的自动填写。该系统具有良好的人机交互性和可移植性,借助该系统可快速准确地生成不同尺寸的功率超声珩磨装置的工程图。     

超声振动对珩磨加工过程中磨削液气泡空化作用的影响

为了对超声珩磨下的磨削液空化泡进行合理预测和控制,在分析磨削液空化机理的基础上,从气泡的控制方程出发,数值对比了超声珩磨与传统珩磨对磨削液气泡运动特性的影响,并研究了声压幅值和超声频率对磨削液气泡空化的作用,最后利用声强测量仪对磨削液气泡的空化强度进行了定量测量。结果表明:超声珩磨下气泡会发生膨胀及压缩的动力学过程,而传统珩磨下气泡会直接被压缩,且超声珩磨下气泡的溃灭速度比传统珩磨高两个数量级;当声压幅值较低时(pap0+ph),磨削液气泡不发生空化,随着声压幅值的增加(pa≥p0+ph),磨削液气泡的空化强度逐渐增强;超声珩磨装置共振时,磨削液气泡的空化强度最强,而超声珩磨装置非共振时,随着超声频率的增加,磨削液气泡的空化强度逐渐减弱。磨削液空化强度试验结果与理论分析基本相符。     

基于尺度效应的超声珩磨磨削力建模及仿真

为从微观研究功率超声珩磨机理,考虑了材料的尺度效应,采用基于细观机制的应变梯度塑性理论(MSG),建立了单油石磨削力模型及比磨削能模型,并对其进行了仿真分析。结果表明:考虑尺度效应时磨削力有所增大。对磨削力影响最大的参数是珩磨深度,珩磨深度低至某一阈值(约1.4μm)后,随着珩磨深度的继续减小,磨削力呈现非线性增大的趋势。当珩磨深度低于4.4μm继续降低时,比磨削能也会非线性增大。因此,材料在微尺度时变得难以切除。     

超声振动珩磨系统的振动特性研究

用模态分析法对超声振动珩磨系统的振动模式进行了分析，并通过珩磨试验研究建立了按局部共振理论设计挠性杆和油石座子系统可参照的理论模型，对子系统初始参数的确定和验证有一定的指导意义。     

超声振动珩系统的振动特性研究

用模态分析法对超声振动珩磨系统的振动模式进行了分析，并通过珩磨试验研究建立了按局部共振理论设计挠性杆和油石座子系统可参照的理论模型，对子系统初始参数的确定和验证有一定的指导意义。     

超声珩磨颤振单颗磨粒动力学模型的研究

颤振是影响磨削加工稳定性及加工质量的重要因素之一,对于超声珩磨稳定性的研究主要通过动力学模型.在提出对超声珩磨单颗磨粒的基本假设和分析再生型颤振产生机理的基础上,建立了超声珩磨颤振单颗磨粒三维多自由度非线性动力学模型,并简化了轴向和径向超声振动单颗磨粒的动力学模型及其方程,为进一步探求有效的抑振、消振方法提供了依据.     

功率超声珩磨在摩托车铸铁缸体加工中的应用

文中介绍了已研制成功的ＤＹ９０摩托车铸铁缸体超声振动珩磨系统的应用效果，论述了该系统的原理及结构特点。该项技术还可推广应用于微型汽车的铸铁缸体，为铸铁缸体珩磨开创了一条高效、高质、低耗的新途径。