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。     

振动切削深孔加工的工艺研究

本文通过对振动钻特性的分析，讨论了几种刀具轴向振动的驱动装置。给出了振动钻削参数的影响规律及选择方法，为深孔加技术发展提出了一个新途径。     

金属基复合材料SiCp/Al的振动切削特性研究

通过试验研究了普通和超声切削新型颗粒增强金属基复合材料SiCp/Al的切削特性,得到了超声振动切削该新材料的切屑形态、切屑变形系数、剪切角和表面残余应力的变化规律,研究表明金属基复合材料的切削过程不完全是塑性材料的切削过程,而是有些类似脆性材料的破坏形式,超声振动切削复合材料和振动切削其他塑性材料的规律较为相似,但由于材料本身的结构特点,形成的切屑仍属于塑性和半塑性的节状切屑,此外振动切削的切向残余压应力较普通切削大,在试验的切深下,残余压应力随切削深度的变化不显著.     

金属基复合材料SiCp/Al的振动切削特性研究

通过试验研究了普通和超声切削新型颗粒增强金属基复合材料SiCp/Al的切削特性 ,得到了超声振动切削该新材料的切屑形态、切屑变形系数、剪切角和表面残余应力的变化规律 ,研究表明 :金属基复合材料的切削过程不完全是塑性材料的切削过程 ,而是有些类似脆性材料的破坏形式 ,超声振动切削复合材料和振动切削其他塑性材料的规律较为相似 ,但由于材料本身的结构特点 ,形成的切屑仍属于塑性和半塑性的节状切屑 ,此外振动切削的切向残余压应力较普通切削大 ,在试验的切深下 ,残余压应力随切削深度的变化不显著     

用于超声振动切削加工的放大电路

本文介绍一个用于超声振动切削的新型ＡＣ－ＡＣ放大电路。该电路将输入０－５Ｖ正弦信号放大到０－４００Ｖ，并且在２０－５０ｋＨｚ的频率范围内输入信号的频率和电压可按需要进行调整，输出信号稳定。     

对极薄切削若干问题的分析

针对超精密切削的实现条件，即锋利的金刚石刀具和高精度、高刚性的切削机床及其他周边技术的支持，对极薄切削进行了分析．在其他加工条件固定时，金刚石刀具的刃口钝圆半径影响稳定切削时的切削厚度，进而影响切削变形、切削力、切削温度、刀具磨损和已加工表面质量．最小切削厚度的获得是反映超精密切削加工水平的重要标志，因此对极薄切削进行分析具有重要意义．     

基于分子动力学的磨粒微切削单晶铁数值分析

为探讨磨粒流加工过程中工件材料去除机制,采用分子动力学方法模拟碳化硅颗粒微切削单晶铁的加工过程,研究磨粒微切削单晶铁过程中影响切削力变化的微观作用机制及切削力产生持续波动的原因,揭示磨粒微切削作用下工件材料发生物理变化的内在原因及磨粒对工件的做功规律。通过原子位移分析可知,磨粒微切削过程中材料的塑性变形主要是由晶格内滑移面上产生滑移区域从而形成位错,原子在切削力作用下沿位错线发生运动所导致,同时,探讨了原子的堆积现象及切屑形成机制。通过多面体模板匹配方法对微切削过程中工件原子排布情况进行了分析,探讨了工件材料内晶格结构的变化情况。本文研究可为磨粒流精密加工单晶铁工件材料提供理论基础和技术支持。     

单晶锗光学表面数控高速抛光优化试验

为研究单晶锗镜片表面光洁度无法达到要求的加工技术难题,基于数控高速抛光方法,开展了聚氨酯和沥青两种抛光模的数控高速抛光优化试验,以Preston理论为基础,通过不断优化工艺流程和参数,结合运动轨迹仿真和功率谱密度计算,对比分析了两种抛光模的加工效率和表面质量控制能力.试验结果表明:两种抛光方式均能获得较高的面形精度,聚氨酯抛光模具有较高的加工效率,但光学表面微观形貌控制能力较差,沥青模抛光得到的表面粗糙度RMS相比聚氨酯模提升近3 nm.通过单晶锗光学表面数控高速抛光试验,最终优化并提出了聚氨酯初抛光与沥青精抛光相结合的方式,并进行了试验验证.     

超声振动辅助微镦粗仿真及试验研究

为改善材料塑性,降低微镦粗成形力,延长模具寿命,提高微镦粗成形质量,开展了超声振动辅助微镦粗研究.对紫铜超声振动辅助微墩粗进行建模仿真,研究超声参数对微墩粗成形力、试件变形的作用规律;搭建超声振动辅助微成形平台并进行试验,获取不同超声功率下紫铜微镦粗成形力曲线和成形件表面形貌、尺寸等参数.仿真结果表明:超声振动使微镦粗成形力降低,试件变形增大,且成形力降低量、试件变形增大量与超声振幅成正线性关系,与超声频率成非线性正相关.试验结果表明:超声功率越大,微镦粗成形力降低值越大;超声功率小于1.5 kW,超声功率越大,成形件表面越平整;超声功率大于1.5 kW,超声功率越大,成形件表面越粗糙;超声功率小于1.8 kW,超声功率越大,成形件鼓形越小,成形越均匀;超声功率达到1.8 kW后,成形件变形集中在两端,微镦粗成形严重不均匀.仿真和试验研究表明,超声振动可以降低微镦粗成形力,加速材料塑性变形,提高微镦粗成形效率,改善成形件表面形貌,减小微镦粗鼓形并提高微镦粗均匀性.     

纳米切削单晶铜的准连续介质法模拟

采用准连续介质多尺度方法模拟了单晶铜的纳米切削过程。分别采用原子位置图和应力分布图对纳米切削过程中局部变形进行描述,得出了模型的切削力-切削距离的响应曲线。从微观角度分析了单晶铜纳米切削过程中材料变形、材料去除机理及内部损伤情况。根据模拟结果,对切削过程中位错形核、演化过程、湮灭消失、切屑及加工表面的形成过程进行了深入的分析。从位错演化的角度解释了切削力与应变能曲线的峰谷变化。提出了纳米切削过程中材料受到刀具的挤压作用而导致位错形核。得出了在纳米切削过程中塑性材料的去除是基于位错运动演化的结论。