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。     

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     

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。     

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。     

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。     

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。     

增韧莫来石陶瓷加工表面的耐磨性分析

本文应用表面粗糙度参数和磨损率，研究增韧莫来石材料磨削，珩磨及平顶珩磨表面的耐磨性能，通过Ra，表面轮廓，支承长度率曲线，轮廓高度幅度分布图，轮廓峰谷比等粗糙度参数评定其加工表面的耐磨性。试验结果表明，增韧莫来石加工表面的磨损率高于原始烧结表面。材料的表面粗糙度影响其耐磨性，材料的磨损率随其表面粗糙度参数Ra值增大而增大，陶瓷表面的耐磨性与加工方式有关，平顶珩磨表面的耐磨性较好。     

金刚石钻磨头超声振动钻磨硬脆材料表面质量的试验研究

硬脆材料以其优良的性能在生产实践中得到了广泛应用，但其低塑性、易脆性及不导电性等使得加工十分困难，尤其是超精密表面制作更加困难。为此，本文将超声振动引入普通钻磨中，介绍了超声振动切削原理，通过超声与普通两种方式下的表面粗糙度试验和微观形貌观察得出以下结沦：1）不同加工参数时，超声振动钻磨时的工件表面粗糙度值均低于普通钻磨时的表面粗糙度值；2）随着进给量、工件转速和输入功率的增加，超声和普通钻磨时的表面粗糙度均呈上升趋势；3）普通钻磨加工后孔壁表面有宽度和间距不均匀的沟槽，并且沟槽较宽，而超声钻磨加工后表面沟槽（划痕）较浅且均匀。     

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。     

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.     

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。     

超声振动珩磨表面残余应力数值模拟研究

目的磨削产生的残余应力对工件表面特性有重要影响,超声振动珩磨使磨粒具有极大的加速度而改变了材料去除机理,研究超声振动对工件表面残余应力的影响及产生机理。方法分析残余应力形成有限元理论,建立基于热弹塑性有限元法的超声振动单颗CBN磨粒切削40Cr Ni Mo A热力耦合有限元模型,并设置两次切削、卸载、约束转换及冷却等分析步。通过数值模拟得到不同振动参数下表面残余应力的分布情况,并对模拟结果进行分析。结果有限元计算得到的各分析阶段应力分布存在差别,超声振动参数设置达到仿真要求;对磨粒施加超声振动后珩磨力下降约26%,珩磨热降低约17%,切向残余压应力有所减小,垂直珩磨速度方向拉应力减小并向压应力转变。结论超声振动使珩磨力和珩磨热有一定程度降低从而改变了残余应力的分布及数值;振动频率在20 k Hz波动时对残余应力的影响不大;磨削速度减小,切向残余压应力增大,垂直磨削方向残余拉应力减小;振幅增大时,切向残余压应力减小,垂直方向残余应力增大。     

超声珩磨振动系统动态设计

对超声珩磨振动系统传递原理及振动系统的设计方法进行了研究.运用有限元动力学分析方法对超声珩磨振动系统进行了模态分析以及谐响应分析,得到了弯曲振动圆盘、振动子系统的谐振频率以及油石座的谐振位移.实验测试较好地验证了理论分析结果,解决了振动系统传统设计中周期长、成本高、匹配性能差等问题,为超声珩磨的推广应用提供了新的研究思路与方法.     

Nd-Fe-B烧结永磁材料超声辅助磨削试验研究

对Nd-Fe-B烧结永磁材料普通磨削和径向超声振动辅助磨削的工艺进行了对比试验,系统分析了在两种工艺条件下磨削用量对法向磨削力的影响;深入研究了超声振动和磨粒切削的复合过程,指出超声振动形成的断续磨削机制是降低法向磨削力的主要原因.径向超声振动的辅加改善了磨削加工效果,在一定程度上避免了脆崩现象,保证了Nd-Fe-B烧结永磁材料加工表面的完整性.     

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.     

稀土永磁材料表面超声波化学镀层性能研究

为了提高稀土永磁材料表面的防腐蚀性能,通过化学镀的方式对稀土永磁材料进行表面处理.根据稀土永磁材料表面疏松多孔的特性,将超声波技术引入到化学镀工艺中,利用孔隙率测试、扫描电子显微镜、热震试验、电化学测试、盐雾试验及湿热试验等检测手段,对镀层的孔隙率、形貌、结合力以及镀层的耐腐蚀性能进行了分析,并将超声波化学镀层与常规化学镀层的性能进行了比较.研究结果表明:超声波技术的应用能有效地降低化学镀层的孔隙率,提高镀层的结合力和耐腐蚀性能.     

GH4169高温合金轴向超声振动钻削加工实验研究

针对GH4169高温合金材料钻削加工困难、表面质量和加工精度要求高等难题,基于在普通车床上实现超声振动钻削加工的思想,设计了一套轴向超声振动钻削加工系统。利用该系统对GH4169高温合金材料做了轴向超声振动钻削与普通钻削的对比实验。结果表明:在不同的转速和振幅下,轴向超声振动钻削相对于同一实验条件下的普通钻削,可明显提高孔的加工质量,且在切屑形态和孔表面形貌等方面均有较大改善。