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。     

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.     

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.     

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.     

缸套加工新工艺——功率超声珩磨

本文介绍功率超声珩磨这一新技术应用于发动机缸套的珩磨加工中，分析了功率超声珩磨的特点，装置，工作原理，切削机理及应用范围和发展前景。     

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.     

功率超声对铝熔体作用机理研究

研究了在一定超声参数条件下,功率超声对高温铝熔体凝固过程的影响.通过与常规铝锭粗大的柱状晶对比,在高温铝熔体中加入功率超声,能使铝锭晶粒细化,组织分布均匀,铝锭微观晶粒组织表现为细小的等轴晶.着重论述了空化效应及其产生的高温高压理论,从而讨论了局部高温高压在铝熔体凝固过程中引发的各种效应和动力学问题,并从空化效应、声流效应和力学效应等方面,探讨了功率超声对高温铝熔体凝固过程中的作用机理.通过对铝锭组织结果分析总结出,功率超声对高温铝熔体凝固过程是多种效应综合作用的结果,这为功率超声有效应用于铸造提供一定的理论基础.     

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。     

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。     

超声滚压加工再生型颤振系统的稳定性分析

基于超声波滚压加工,探讨了加工过程中颤振的产生机理及控制途径。首先,将工件简化为转子模型、将滚压装置简化为单自由度的振动系统,建立了再生型滚压加工的颤振模型,并进行了特性分析。基于Matlab/Simulink仿真功能,绘制出不同滚压宽度值时的时域图,得到振动系统发生颤振的临界极限状态。仿真结果与理论分析计算的极限滚压宽度相符,对实际加工中抑制颤振现象具有积极的指导作用。     

基于非线性磨削模型的稳态与颤振抑制的研究

在轧辊磨削过程中,选择稳态叶图边界曲线附近的参数易发生颤振,使得轧辊磨削工艺参数选择过于保守,导致磨削效率严重降低的问题。为此,通过引入Duffing振子,构建三自由度非线性轧辊磨削动力学模型。采用数值计算的方法,研究过程参数在稳态边界附近变化对轧辊磨削颤振的影响;为抑制轧辊磨削颤振,提出混沌摄动方法抑制颤振。结果表明：所提方法有良好的颤振抑制效果,为实际加工过程中参数选择和轧辊磨削颤振抑制提供参考。     

超声珩磨声学系统局部共振条件的试验研究

本文通过试验研究了超声珩磨局部共振的影响因素,给出了最佳振动效果下,挠性杆与油石磨座截面积比、邮石座长度以及局部共振频率的取值范围,不仅为超声珩磨声学系统的设计提供了可靠依据。而且对理论研究也有很大的现实意义。     

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。     

超声空化对7050铝合金的细晶分析

7050铝合金半连续铸造过程中施加一定功率的超声,晶粒细化较为明显。从结晶热力学和动力学两方面,运用理论计算结合试验分析了超声振动在熔体中引起的空化泡共振机理,发现超声的空化效应能显著增大晶核的振动能量,从而显著增大晶核振动频率,引起晶粒的细化。定量研究了空化效应对7050铝合金铸造凝固过程中能量的传递及晶核振动频率的变化。探讨了超声在铝合金熔体中传播时空化泡的频率及其初始平衡半径对晶核振动频率及其形核规律的影响。