微纳米复相陶瓷超声振动磨削表面微观特性的试验研究

结合磨削表面X射线衍射定性分析与定量计算,研究了“晶内型”微-纳米复相陶瓷材料超声振动磨削表面层与基体之间的过渡层的微观结构.X射线衍射分析表明:二维振动磨削和普通磨削表面均以α-Al2O3和四方相ZrO2为主,存在少量的单斜相ZrO2,磨削表面无非晶相产生;磨削表层和基体之间的过渡层的X射线衍射峰具有半峰宽化现象,磨...     

细晶ZrO2陶瓷超声振动磨削表面特征试验研究

进行了细晶ZrO2陶瓷二维超声振动磨削表面微观特征试验研究.应用原子力显微镜和扫描电镜分析了磨削表面微观特性.试验结果表明:同样磨削条件下,二维超声振动磨削表面峰谷较均匀,磨削表面均匀一致性优于普通磨削表面,二维超声振动磨削更易于实现塑性域磨削.分析表明:二维超声振动磨削单颗磨粒的切削运动轨迹状态和单颗磨粒与工件的接触状态是影响二维超声振动磨削表面质量的主要因素.磨削表面粗糙度实验表明:相同磨削条件下,材料的力学性能也是影响陶瓷磨削表面质量的重要因素之一.     

工程陶瓷脆性域旋转超声磨削加工切削力研究

为了解决由于工艺参数取值范围和实验次数有限而造成的实验结果局限性,对工程陶瓷脆性域旋转超声磨削加工切削力进行了研究。在旋转超声磨削加工机理研究基础上,结合弹塑性力学和压痕断裂力学,采用动量定理和动能定理,推导了单个金刚石端面加工和侧面加工切削力计算公式,并建立了工程陶瓷脆性域旋转超声磨削加工切削力数学模型。最后通过实验对切削力数学模型进行验证,结果表明:切削力模型计算值与实验值误差低于8%,可满足工程应用,为工艺参数优化提供了依据。     

多频率超声磨削工程陶瓷表面残余应力特征研究

针对当前对多频率超声磨削特性的研究较为贫乏的现状,用X射线衍射法对工程陶瓷试件磨削表面的残余应力进行了测试,研究了多频率超声激励下工程陶瓷磨削表面的残余应力特征.研究表明,超声激励有助于陶瓷磨削表面产生残余压应力,在35 kHz频率附近,试件表面残余压应力达到峰值;在砂轮轴向产生的残余压应力大于砂轮主切削方向的残余压应力;砂轮粒度越细,磨削后获得的表面应力越小;ZTA陶瓷较之纳米氧化锆陶瓷,磨削后其表面的残余压应力值较小.     

超声振动切削加工速度系数的研究

用速度系数K对振动切削的动态切削过程进行了分析,由试验研究得出:加工硬脆材料时,关键是振动切削中的冲击作用,当K=0.308时,冲击作用最强,切削效果最好,试验结果与理论分析基本一致。     

高性能微纳米复合陶瓷工模具材料设计与制备

高性能新型工模具材料的设计、制造与应用研究是先进制造技术及相关领域的重大课题之一,也是当前该领域发展最迅速、最活跃的课题之一。本文将工模具材料的设计制造技术与微纳米复合陶瓷结合在一起,采用人工神经网络、遗传算法、免疫算法或几种算法相结合,对陶瓷工模具材料的组分、结构、烧结工艺等进行计算,得到最优的组分和制备参数,并在此基础上,研制Al2O3、ZrO2和Ti(C,N)基高性能新型陶瓷工模具材料。复合陶瓷具有高硬度、高耐磨的优势,可以提高工模具的使用寿命和加工质量。     

超声磨削材料去除率的理论分析与试验研究

对纳米复相陶瓷在二维超声振动条件下的材料去除率进行了理论分析,建立了超声磨削下材料去除率的数学模型,利用MATLAB软件进行了相应的定量计算分析,表明在一定的条件下,超声磨削的材料理论去除率一般是普通磨削的5倍以上.通过去除率试验发现,超声磨削的材料去除率仅是普通磨削下的1.1～4.3倍,分析了产生这种现象的原因,同时对理论与试验结果的材料去除率随磨削参数的变化趋势做了分析和比较,发现变化趋势基本一致,说明建立的数学模型具有一定的合理性.     

二维超声振动磨削机理与试验研究

基于单颗磨粒切削运动轨迹仿真模型,定义了单颗磨粒在工件表面的相对运动轨迹为"椭螺线"曲线轨迹.分析了二维超声振动磨削机理,进行了二维超声振动磨削与普通磨削对比试验.试验结果表明:同样磨削条件下,二维超声振动磨削法向力可以减少20%～30%,材料去除率增大近2倍,原子力显微镜(Atomic Force Microscope,AFM)表面微观特性分析表明:二维超声振动磨削表面明显优于普通磨削,具有优良的表面完整性.二维超声振动磨削是一种精密、高效的加工新工艺.     

可溶性淀粉/β-环糊精复合纳米微球的制备

纳米微球以可溶性淀粉和β-环糊精为原料,选用正己烷为油相,Span60和Tween60为乳化剂,正戊醇为助乳化剂,三偏磷酸钠为交联剂,以对亚甲基蓝的去除率为指标进行了单因素和正交试验。结果表明,质量分数为2%的可溶性淀粉与β-环糊精溶液为水相（二者的质量比为1∶2）,油相用量为110 mL,水相用量为15 mL,乳化剂Span60用量为3.3 g,Tween60用量为6.6 g,助乳化剂用量为18 mL,三偏磷酸钠用量为0.07 g,制备得到的复合纳米微球在扫描电子显微镜下,微球大小分布均匀,所得纳米微球产率为41%,平均粒径为329.3 nm。     

陶瓷球的超声振动研磨

为提高陶瓷球研磨加工效率,提出了一种新的研磨方法,即超声振动研磨法,通过对氮化硅陶瓷球进行超声振动研磨试验表明,该法与传统研磨法相比具有较高的效率,据此提出了Ｍ点研磨法与Ｎ点研磨法。     

氧化锌晶须/环氧树脂复合材料减振性能

对氧化锌晶须／环氧树脂复合板材减振阻尼特性进行了研究分析。自由振动实验表明,渗入氧化锌晶须的环氧树脂阻尼效果明显,阻尼系数随晶须渗入量增加呈线性关系。分析认为,氧化锌晶须渗入在复材中将形成微观的阻尼结构,起到降低固有振动频率和增大衰减率的作用。     

振动磨机介质运动规律研究及工作参数的计算方法

通过对MZS型振动磨机磨筒内介质运动运动规律的观察研究，建立了一个简单的介质运动学模型，并根据所建立的模型计算了振动磨机的一些重要参数，如：振幅、介质填充率、介质直径等工作参数的最佳取值范围，从而使振动磨机获得最佳粉磨效果和降低能耗。     

超声振动辅助微小孔高速钻削技术研究

结合高速钻削和超声振动钻削优点,自行研制出超声振动辅助高速钻削机床。利用该机床,通过实验对比超声振动辅助高速钻削和普通钻削条件下加工工件的孔扩量、表面粗糙度和出孔、入孔毛刺等参数,研究评价超声振动辅助高速钻削性能。实验结果表明,相对于普通钻削,超声振动辅助高速钻削可实现φ0.1mm、深径比大于10的微细深孔加工,实验结果证明了理论与实验分析的正确性。     

在频率跟踪后引起振动切削过程中振幅衰减的主要原因分析

为克服振幅衰减对超声振动切削的影响,揭示振幅衰减的内在原因,进一步扩大超声振动切削的应用领域,本文通过实验研究和理论分析,明确了在振动加工中由载荷增加而引起的功率动态分配也是超声波振幅逐渐衰减的一个重要原因,并从功率分配的角度,通过理论分析得出了二者的数学表达式,解释了实验结果,同时分析了该实验的合理性,给出了几种解决方案,并提出了用神经网络分析振动切削力的思想.实验结果最终表明:在采用频率跟踪后,超声振动加工中的振幅衰减主要来源于功率分配.     

在频率跟踪后引起振动切削过程中振幅衰减的主要原因分析

为克服振幅衰减对超声振动切削的影响,揭示振幅衰减的内在原因,进一步扩大超声振动切削的应用领域。本文通过实验研究和理论分析,明确了在振动加工中由裁荷增加而引起的功率动态分配也是超声波振幅逐渐衰减的一个重要原因,并从功率分配的角度,通过理论分析得出了二者的数学表达式,解释了实验结果,同时分析了该实验的合理性,给出了几种解决方案,并提出了用神经网络分析振动切削力的思想．实验结果最终表明：在采用频率跟踪后,超声振动加工中的振幅衰减主要来源于功率分配．