专用超声珩磨试验的CAT系统研制

该系统适用于超声振动珩磨试验,可以对超声振动加工的振幅、磨削区的珩磨温度和珩磨力３ 种不同特征的信号进行动态测试和快速处理。通过对数据的分析可以研究超声振动珩磨系统的局部共振特性,分析超声振动加工的加工性能,从而确定超声振动珩磨系统的设计准则。     

超声振动珩磨工艺参数优化的试验研究

利用自行研制的功率超声振动珩磨实验装置,对超声珩磨和普通珩磨的磨削效率进行了对比实验研究,并采用超声振动珩磨技术,对AZ91D镁合金材料进行了加工实验,以确定最佳油石参数及工艺参数。实验结果表明,超声珩磨在材料去除率和加工表面质量上均优于普通珩磨。实验获得的优化工艺参数可以满足对镁合金的实际加工需要。     

超声珩磨难加工材料精密表面的高效特性研究

建立高效超声珩磨加工的理论模型,分析超声珩磨高效切除材料的机理。试验验证了理论模型,表明超声珩磨方法对于难加工材料是一种精密高效的加工方法。     

外圆超声珩磨加工试验研究

设计一套外圆超声珩磨装置,借助ANSYS软件对该装置的变幅杆和珩磨头进行整体动力学分析。在相同加工参数下分别采用传统的普通外圆珩磨和附加超声的外圆珩磨对SUS304不锈钢外圆柱表面进行加工试验。在试验中采用单因素变量法,分别改变工件回转速度与珩磨深度,对比外圆超声珩磨与普通外圆珩磨的加工效果,研究影响工件表面质量的主要因素。试验结果表明:珩磨深度、工件回转速度是影响表面粗糙度的主要因素,与普通外圆珩磨相比,附加超声的外圆珩磨表面粗糙度降低约10%。     

功率超声谐振系统的CAE研究

谐振系统是功率超声加工的核心技术。在学习和掌握功率超声谐振系统的组成和基本原理的基础上．运用珩磨加工原理和谐振理论,开发了功率超声谐振系统的CAE系统。研究结果对超声珩磨在深孔加工方面的运用和珩磨装置的计算机辅助设计有重要的推动作用。     

38CrMnA材料功率超声振动珩磨加工工艺试验

超声振动珩磨是一种新型的、高效的精密加工技术,广泛应用于汽车、坦克发动机缸套或缸体类零部件中。针对特种难加工材料38CrMnA,分别利用超声振动珩磨和普通珩磨进行加工,主要对比了磨削力、磨削区温度、工件表面粗糙度等参数。试验结果表明,超声振动珩磨具有加工效率高、珩磨磨削力小、磨削区温度低、加工精度高等优点,为提高珩磨效率和解决韧性、高硬、高强材料的光整加工开辟了新途径。     

超声珩磨声振子系统的优化设计

鉴于超声珩磨技术在孔及缸套类零件加工中重要的应用前景，文章利用大型有限元分析软件AN-SYS建立了超声珩磨声振子系统在加工中的力学模型，分析了其加工机理，并且利用该模型及AN-SYS中的参数化设计语言APDL对超声珩磨声振子系统进行了优化设计。实际应用证明；该优化设计方法大大缩短超声珩磨声振子系统的设计周期，降低设计成本，可大大促进超声珩磨技术的推广应用。     

在线电解修锐-超声珩磨系统多场耦合机理

提出在线电解修锐(Electrolytic in process dressing,ELID)-超声珩磨系统,根据多场耦合理论对ELID-超声珩磨系统阴阳极之间电解液的液-声耦合机理进行仿真,并与超声珩磨、普通珩磨进行对比试验。仿真结果表明:ELID-超声珩磨系统电解液耦合速度增加不明显,但是局部速度变化剧烈,使得电极附近电解液更新加快,有利于加快电极双电层的反应离子传质过程,加快离子浓度更新速度,加快电极反应过程;耦合压力变化剧烈,使得电解液更新速度进一步加强;多频率仿真结果显示,超声振动频率在20~25 kHz的范围内耦合效果较好。同时指出:电解电流脉冲频率和超声振动频率保持一致时能得到较好的耦合作用。利用仿真得到的电解参数、超声参数及珩磨参数分别对ZrO2陶瓷进行ELID-超声珩磨、超声珩磨及传统珩磨试验。对比试验结果显示,ELID-超声珩磨系统、超声珩磨及传统珩磨加工精度分别为0.5μm、1.0μm和5.0μm;ELID-超声珩磨系统加工精度较传统珩磨提高9倍,较超声珩磨提高1倍;在其他条件不变的情况下,由于ELID-超声珩磨系统采用新型声学系统,使得振幅减小,因此,加工效率增加不显著。该ELID-超声珩磨系统更适于难加工材料的超精密珩磨加工。     

轴向功率超声珩磨力学模型的建立及仿真

功率超声珩磨技术在发动机缸套的精密加工中能够得到较好的表面质量,其中珩磨力的大小与超声振动特点有关,是影响工件材料去除、磨削热及表面质量的重要因素之一。基于超声珩磨材料去除机理,考虑了油石表面磨粒分布规律,建立了包括材料切屑变形和磨粒与工件摩擦两种情况的超声珩磨力学模型。由力学模型仿真结果可知:功率超声珩磨磨削力与加工参数及加工过程中材料物理变化均有关,特别是材料应变率效应更加明显;在相同加工条件下,超声珩磨磨削力比普通珩磨平均降低50%以上,并且法向力与切向力比值增大,有利于材料的去除;超声振动能够减小磨粒与工件的平均动态摩擦系数,从而减小平均切向摩擦力大小,有利于提高工件表面质量;珩磨深度较主轴转速对珩磨力影响更大,当主轴转速高于620 r/min时,珩磨力开始逐渐减小。     

超声珩磨钢质薄壁缸套的试验设计研究

采用纵向振动立式超声珩磨装置,分别在MB4215Z型半自动珩磨机和M4215型珩磨机上,对钢制薄壁缸套基体进行三因素、四水平正交试验,研究了超声珩磨油石的特性,包括超硬磨料、粒度、结合剂等对表面粗糙度、尺寸精度、圆度和珩磨效率等的影响及影响程度。结果表明,超声珩磨可以有效地解决钢制薄壁缸套的珩磨加工难题,为珩磨加工软钢提供了理论依据,对实际生产具有一定的指导作用。     

功率超声珩磨缸套加工中谐振系统的试验研究

针对特种加工方法－－功率超声振动加工中的关键技术－－谐振系统的研究进行了一系列的试验研究，从为幅杆、弯曲振动圆盘、振子系统等方面进行了详细的介绍。     

高强度钢的超声振动珩磨

针对高强度钢精密深孔加工中存在的难题,研制了一套超声振动珩磨装置。通过试验研究,对超声振动珩磨运动学进行了详细分析,给出了确定临界珩磨速度的理论公式。借助于ＳＥＭ分析了试件表面粗糙度和表面形貌,结果表明,超声振动珩磨明显优于普通珩磨。     

Examination and Research of the Surface Topography of Ultrasonic Vibration Honing Nd-Fe-B

The mechanism of ultrasonic vibration honing Nd-Fe-B has been briefly elaborated after the introduction of the strategic significanoe of processing Nd-Fe-B.Based on the formation principle of Scanning Electrvnic NTicroscope (SFM),and at the exarrnination with the aid of SEM to the ultrasonic vibration honing Nd-Fe-B materials superficial microscopic topography,the paper discusses the new processing mechanism according to the SFM examination picture.The research indicates that as a result of supersonic high frequency vibration,the path of the abrasion extends at the same time,and the supersonic cavitation effect fonts the intense shock-wave,impacting Nd-Fe-B material's internal surface,providing the supersonic energy for the superficial abrasive dust's elimination,which directly explain tat the honing processing efficiency is entranced,and the processing surface rwghness is high.     

轴向功率超声振动珩磨的运动学分析

目前,功率超声振动辅助加工技术的研究多集中于试验性分析,尽管有部分理论分析,但只是简单的介绍,尚未形成系统的理论体系.功率超声振动珩磨是功率超声振动切削在珩磨中的应用,通过在普通珩磨的基础上使油石产生功率超声振动来进行珩磨.从运动学角度对油石沿轴向的功率超声振动珩磨加工技术进行较为系统的理论研究,归纳出轴向功率超声振动珩磨的四个运动特性:1)分离特性;2)冲击特性;3)变速特性;4)往复熨压特性.为进一步的动力学研究提供了必要的支撑条件.     

齿轮超声加工技术的研究综述与展望

齿轮超声加工相对于齿轮传统加工可以提高生产效率、延长刀具寿命、改善齿轮表面质量和齿形精度。结合功率超声振动加工特性和应用现状,阐明了齿轮超声加工研究与应用的必要性。详细论述了超声振动滚齿、研齿、齿轮电化学加工、珩齿的加工机理,实验研究与工艺效果。对齿轮超声加工机理材料去除模型研究、振动系统设计、新型刀具设计、生产应用等方面做出了展望。     

Experimental investigation on surface quality in ultrasonic-assisted honing of 304 stainless steel

Honing is a surface finishing technology, which plays an important role in improving the surface quality and working performance of workpieces. However, with the extensive application of hard-to-machine materials and the increasing requirement for the surface properties of workpieces, the performance of conventional honing (CH) is becoming more and more difficult to meet the production needs. The ultrasonic vibration provides a way to overcome the technological constraints of CH and improve the machined surface properties. To realise the ultrasonic vibration of honing stone, a slotted block horn was used as a vibration transmission component and a supporting component of honing stone in this study. Finite element method was used to analyse and optimise the block horn to improve the uniformity of the amplitude on the output surface, to provide stable and efficient vibration for the honing stone. In this study, the effects of processing parameters on surface roughness in CH and ultrasonic-assisted honing (UAH) of stainless steel SUS304 were studied. The results indicated that the application of ultrasonic vibration in honing made a significant contribution to the formation of a dense punctiform morphology and reduction of the defects of the workpiece surface. Moreover, interactions between ultrasonic vibration, speed of revolution, and honing time in UAH make the changes of surface roughness much different from the CH. On the whole, for UAH, it is a feasible approach to improve the surface roughness by using a smaller amplitude, increasing the speed of revolution appropriately, and extending honing time.     

有色金属超声珩磨工具设计的关键技术研究

超声振动珩磨加工是实现有色金属内孔表面高精度高效率的有效方法.其关键技术是解决包括超声变幅杆的优化设计、珩磨油石配方的合理设计、有色金属材料珩磨易拉伤、珩磨油易渗入超声系统及油石磨损后不便于快捷更换等问题.针对有色金属超声珩磨在应用过程中所存在的关键问题,进行了深入的研究,并提出问题解决的方法和手段,消除了制约有色金属...