电镀金刚石线锯锯切轨迹的研究

基于冲量理论和振动加工理论,对电镀金刚石线锯锯切过程进行了分析,并对锯切过程中各个阶段的接触状态进行了有限元计算,得出在稳定接触状态下应力沿工件宽度方向分布均匀的结论.结合电镀金刚石锯切实验,采用叠加原理建立了锯切轨迹的数学方程,得到了轨迹计算曲线.通过与实际切割轨迹形貌的对比,计算曲线和实际轨迹曲线之间的误差小于15...     

电镀金刚石线锯的超声纵振动切割加工方法

利用自制的实验设备研究电镀金刚石线锯的超声纵振动切割加工脆性材料。实验结果表明,该种加工方法与相同实验条件下的非施加超声振动相比,具有加工材料去除率高、表面质量好、破碎小等特点,为硬脆材料的切割提供一种新的有效加工方法。     

超声横向激励下轴向运动金刚石线锯振动切割分析

金刚石线锯由于切缝窄、柔性好而广泛应用于Si、SiC等超硬脆材料的切割过程中,而超声振动在硬脆材料加工方面具有独特的优势。将超声振动应用于线锯切割过程中,在分析轴向运动弦线振动模型的基础上,利用变量分离求解出线锯在两种不同位置超声激励下横向受迫振动位移场的函数表达式以及线锯系统自然频率的函数表达式;研究讨论了线锯系统的参数对固有频率的影响;分析了线锯临界速度以及线锯往复切割时线锯中点振幅与超声激振线锯系统参数的关系;提出了工件进给速度是影响超声振动线锯切割模式的决定因素。用多普勒激光测振仪对线锯的固有频率、线锯超声激励频率和在振动切割SiC中线锯不同点处的频率进行测定,并对线锯施加超声和不施加超声切割SiC进行了对比实验。结果表明超声振动切割能减小23%～38%的切割力,能明显改善切割表面的质量。测定和实验结果与模型分析有较好的一致性。     

碳纤维复合材料构件干磨削砂轮研制及其加工性能研究

碳纤维复合材料(CFRP)具有硬度高、各向异性、非均质的特性,是典型的难加工材料之一,磨削中极易发生分层和砂轮堵塞现象.结合碳纤维/环氧树脂复合材料构件干磨削的加工需求,研制了磨料群可控排布超硬磨粒电镀砂轮.并以常规单层电镀砂轮为参照,对碳纤维/环氧树脂复合材料进行了干磨削加工试验.结果表明:新型的磨料群可控排布砂轮在...     

纤维增强复合材料磨削钻孔的表面微观研究

运用扫描电镜对烧结金刚石钻头加工纤维复合材料的孔壁表面进行微观观察,在此基础上分析了纤维复合材料磨削钻孔过程中的纤维破坏机理和磨削表面的微观结构特征。结果表明,玻璃纤维的磨削断口形貌可分为6种情况;芳纶纤维的破坏机理不同于玻璃纤维,其磨削断口形貌可分为7种情况;纤维复合材料的磨削加工表面由纤维断口表面和树脂涂附表面两部分组成,并存在3种特征鲜明的纤维断裂区。研究成果在一定程度上揭示了纤维复合材料的磨削钻孔机理,具有一定的参考价值。     

前混合磨料水射流切割钢板和混凝土的实验研究

探讨前混合磨料水射流切割不同材料的影响因素,找出它们之间的关系,为合理预测切割深度和实际应用提供参考。试验对比研究了前混合磨料射流参数（压力、靶距、磨料浓度和横移速度）对切割钢板、混凝土的深度与宽度的影响,取得了一些有意义的结论,即前混合磨料切割钢板、混凝土时,射流参数对切割影响基本一致,所不同的是影响程度不一致。该研究对前混合磨料射流切割脆性材料和塑性材料具有一定的指导意义。     

激光沉积大面积均匀类金刚石膜的设计改进及实验

针对激光等离子体的边缘粒子对激光沉积类金刚石膜性能的不利影响,改进自转衬底一维变速平移技术的大面积均匀镀膜机构。利用开孔的挡板滤除等离子体边缘的粒子,同时在原有膜厚分布数学模型中加入相应的模块;通过优化模型中的机构运动参数,指导实验获得了直径200 mm的大面积均匀类金刚石膜。测试结果表明：该类金刚石膜的不均匀性为±4.5%,且膜厚分布特征与理论优化结果相同,同时纳米硬度和红外透过率较改进前显著提高;相对于改进前的大面积均匀镀膜技术,改进后的机构具有更实际的应用价值。     

碳纤维的化学镀镍及其复合材料

提出一种有较高沉镍速率和稳定性的碳纤维化学镀技术，研究了镀液的成分对沉镍速率的影响。结果表明，用该技术能在碳纤维表面镀上一层均匀、连续的镍膜。镀镍碳纤维的拉伸强度极限接近于未镀镍碳纤维的强度极限。用镀镍碳纤维制备的铝基复合材料，没有发现明显的界面反应。     

电镀金刚石钻头加工碳化硅陶瓷的试验研究

碳化硅陶瓷硬度高,断裂韧性低,孔加工较为困难。通过正交试验设计分析电镀金刚石钻头的结构参数对孔加工效率的影响,采用控制变量法分析加工工艺参数对孔加工效率的影响,通过施加预紧力装置分析预紧力对孔加工质量的影响。结果表明:钻头结构参数满足壁厚为0.4 mm,金刚石质量浓度为0.88 g/cm~3、粒度为500/425μm、外径为20 mm,加工工艺参数满足轴向压力为780~820 N及主轴转速为2 500~2 700 r/min时,碳化硅陶瓷的孔加工效率较高;预紧力为15.8~16.2 k N时,孔口没有出现明显的裂纹和崩豁现象,孔加工质量较好。     

分形理论在放电修整超硬磨料砂轮实验中的应用研究

电火花放电修整(EDD)砂轮技术利用放电产生的热能熔融气化结合剂使磨粒突出修锐砂轮,是很有发展前途的特种加工修整方法。放电加工的介质放电轨迹显示出树枝分叉倾向,具有明显的分形结构,其形态是影响放电能量分布的重要因素。基于分形理论对煤油、空气及雾状去离子水3 种放电介质的热能量分布特征进行分析,并在3 种介质中进行青铜结合剂金刚石砂轮EDD实验。研究结果表明:基于分形几何学的仿真放电轨迹特征与金刚石砂轮实验修锐质量基本符合,可以利用介质的放电图形及分形维数来预测砂轮的修锐微观形貌及修锐质量。     

Research on Cutting Force of Ultrasonic Diamond Wire Saw

Based on impulse and vibration machining theories,a mathematical model of cutting force for the electroplated diamond ultrasonic wire saw was established using superposition principle.The differences between the cutting forces with and without ultrasonic effect were analyzed theoretically and experimentally.The results indicate that the cutting force of diamond wire increases along with the spindle speed decrease and the lateral pressure increase.The force in ultrasonic vibration cutting is about 20% to 30%...     

Research on Cutting Trajectory of Electroplated Diamond Wire Saw

The cutting process of electroplated diamond wire saw was researched on the basis of impulse and vibration machining theories. The different contact states in the cutting process were analyzed by using the finite element method. It shows that the cutting stress is uniformly distributed along the direction of the workpiece width in the steady state. A mathematical equation of sawing trajectory was established by using the superposition principle and the cutting experiment of wire saw to calculate the cutting trajectory. The comparison of the theoretical trajectory with the calculated one indicates that the error is less than 15%. The research results provide a theoretic basis for optimization of the saw’s cutting process parameters.     

硬脆材料切割过程中基于线锯速度的切割力自适应控制

光学玻璃、工程陶瓷以及硅基材料等硬脆材料因其良好的物理性质和化学性质而广泛应用于光学工程及集成电路等高尖端技术领域,但低塑性、高脆性的物理特性会导致其切片在切割过程中易出现效率低和表面质量较差等问题。为提高切片表面质量,建立了金刚石线锯切割过程中线锯速度与切割力的模型,设计最小方差自校正控制器对切割力进行在线实时控制。实验结果表明：所设计的最小方差自校正器能够降低线锯切割系统中切片所受的切割力波动,使切割力趋于稳定;与定参数切割条件下所得的切片进行比较,采用最小方差自校正控制策略切割完成的工件表面形貌较为平整,表面粗糙度值降低约30%.     

Experimental Study on the Machining Technology of ZrO2 Ceramics Using Diamond Wire Saw with Ultrasonic Vibration

The influence of different technological parameter on material remove rate and surface quality of ZrO2 ceramics is studied using the cutting machining method of electroplate diamond wire saw with ultrasonic vibration. Experimental results show that, compared with the same experiment condition without ultrasonic vibration, this cutting method has the advantages of high material remove rate, good surface quality, little brokenness and so on.     

装备中碳纤维复合材料湿热老化的SVM研究方法

针对长期存储过程中复合材料老化会对武器性能产生影响的问题,以某型导弹所采用的碳纤维复合导电芯为研究对象,采用支持向量机对其湿热老化特性数据进行了处理。实验结果表明：该方法可为武器性能与寿命的评估提供决策参考。     

分离型纵-扭复合超声铣削的稳定性分析

基于运动合成原理,分析了分离型纵-扭复合超声铣削加工的运动特点,阐明了其具有降低切削力、促进切屑排出以及延长刀具使用寿命的实质;基于结构动力学原理,考虑纵-扭复合超声振动对铣削系统动态特性的影响,建立了分离型纵-扭复合超声铣削加工的动力学模型和稳定域的解析模型,在此基础上应用MATLAB 7.1软件进行数值分析获得了切削系统的稳定性预测图谱(即叶瓣图);利用碳纤维复合材料进行分离型纵-扭复合超声振动铣削试验研究,试验结果与数值计算结果基本一致,验证了理论模型与稳定性叶瓣图的正确性。     

碳化硅颗粒增强铝基复合材料微细电火花线切割加工材料去除率研究

碳化硅颗粒增强铝基（SiCp/Al）复合材料微细电火花线切割加工材料去除过程受多种因素交互影响,难以获得有效的材料去除率数学模型,而在多约束条件下试验研究不失为解决该问题的一种有效方法。采用中心复合设计(CCD)实验方法,设计三因素五水平的SiCp/Al复合材料微细电火花线切割加工实验方案。利用响应曲面法建立材料去除率与主要电源参数(开路电压、电容和脉宽)的二阶模型,通过对实验数据的多元二次拟合,获得材料去除率的二次回归数学模型。进一步分析了实际加工条件对工艺参数的约束,并以提高 SiCp/Al复合材料微细电火花线切割加工材料去除率为目标建立工艺参数优化模型。设计粒子群优化（PSO）算法及其流程进行优化问题求解,其结果显示PSO算法可以快速有效地获得满足多约束的最佳工艺参数。