韧性材料超声珩磨机理研究进展

介绍了超声珩磨装置的原理、结构以及夹芯式压电换能器的谐振阻抗、电声转换效率等声学参数的测试结果 ,重点讨论韧性材料超声珩磨机理 ,提出超声珩磨油石不易堵塞机理 ,对铜、铝、钛合金等韧性材料的精珩、镜面珩磨有重要意义     

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。     

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。     

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。     

基于尺度效应的超声珩磨磨削力建模及仿真

为从微观研究功率超声珩磨机理,考虑了材料的尺度效应,采用基于细观机制的应变梯度塑性理论(MSG),建立了单油石磨削力模型及比磨削能模型,并对其进行了仿真分析。结果表明:考虑尺度效应时磨削力有所增大。对磨削力影响最大的参数是珩磨深度,珩磨深度低至某一阈值(约1.4μm)后,随着珩磨深度的继续减小,磨削力呈现非线性增大的趋势。当珩磨深度低于4.4μm继续降低时,比磨削能也会非线性增大。因此,材料在微尺度时变得难以切除。     

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.     

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。     

超声振动对珩磨加工过程中磨削液气泡空化作用的影响

为了对超声珩磨下的磨削液空化泡进行合理预测和控制,在分析磨削液空化机理的基础上,从气泡的控制方程出发,数值对比了超声珩磨与传统珩磨对磨削液气泡运动特性的影响,并研究了声压幅值和超声频率对磨削液气泡空化的作用,最后利用声强测量仪对磨削液气泡的空化强度进行了定量测量。结果表明:超声珩磨下气泡会发生膨胀及压缩的动力学过程,而传统珩磨下气泡会直接被压缩,且超声珩磨下气泡的溃灭速度比传统珩磨高两个数量级;当声压幅值较低时(pap0+ph),磨削液气泡不发生空化,随着声压幅值的增加(pa≥p0+ph),磨削液气泡的空化强度逐渐增强;超声珩磨装置共振时,磨削液气泡的空化强度最强,而超声珩磨装置非共振时,随着超声频率的增加,磨削液气泡的空化强度逐渐减弱。磨削液空化强度试验结果与理论分析基本相符。     

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.     

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     

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。     

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.     

超声平台珩磨缸套的实验研究

通过超声平台珩磨实验以及超声平台珩磨机理分析可知,在珩磨中油石磨粒具有强大的脉冲力有足够的能量削掉网纹峰尖成为平台,且网纹清晰,没有金属撕裂、金属折叠等缺陷,并使得截距在c=1μm时Tp值达到60%以上,缸套内表面的承载能力、耐磨性能、润滑性能,较普通珩磨都有大的提高.     

陶瓷与金属材料的珩磨表面质量分析

本文分别用金刚石油石，碳化硅油以及两者的组合方式对金属和化锆陶瓷材料进行珩磨加工，分析两种材料珩磨表面粗糙度和平顶特性，提供适宜的珩磨工艺。     

珩磨加工中的切削液应用技术

本文分析了介绍了切削液在珩磨加工中的应用机理与作用，进而论述了切削液过滤精度与加工及量之间的关系。通过珩磨切削液的维护与再生方式的比较，对珩磨切削液的选择及具体应用进行了探讨。