AZ31B镁合金功率超声珩磨空化试验研究

空化效应是功率超声珩磨中最常见的现象,为探究空化对被加工材料性能的影响,对表面抛光后的AZ31B镁合金进行超声振动空化实验,采用正交试验研究了超声振幅、与工件距离、超声时间对试件硬度和表面粗糙度的影响,并对试件进行金相组织分析。结果表明:空化可以造成材料表面形貌的改变,并对材料的硬度和表面质量产生变化。影响材料硬度的主要因素依次是超声时间、与工件距离、超声振幅,空化可以将工件硬度提升1. 5-3倍左右,最优参数组合为超声振幅75%、与工件距离1. 0mm、超声时间20min;粗糙度的主要影响因素是与工件距离、超声时间和超声振幅,在超声时间20min、与工件距离2mm、超声振幅50%条件下,试件表面粗糙度Rq值最小,表面质量最好。在硬度最高的试验组条件下,表面晶粒尺寸由15μm减小到2μm左右。因此,超声空化在一定的控制条件下,能明显改善工件的硬度和表面质量,工件硬度的改变与超声空化导致晶粒细化现象有关,试验分析结果对材料改性有现实借鉴意义。     

超声珩磨时单空化泡的动力学分析

超声振动珩磨时单空化泡动力学的分析有助于深入研究超声振动珩磨磨削机理,故以磨削液为液体介质,研究了超声振动珩磨环境下单个气泡的动力学特性。将气泡大于初始半径的运动过程看作是等温过程,而气泡小于初始半径的运动过程看作是绝热过程,在Rayleigh-Plesset方程的基础上,建立超声珩磨环境下单空化泡的动力学模型。应用4~5阶Runge-Kutta法,对单空化泡动力学模型进行了数值求解,并与传统超声空化的空化泡运动特性进行了比较。结果表明:超声珩磨的环境下,磨削区空化泡膨胀的幅值较大,但频率较慢,气泡的运动规律比较稳定。     

功率超声珩磨铸铁缸体的试验研究

功率超声珩磨装置功率超声珩磨装置就是将超声波发生器产生的超声频电振荡通过换能器转换为超声频纵向机械振动,变幅杆将换能器的纵向振动扩大后传给弯曲振动圆盘,挠性杆再将弯曲振动变成纵向振动后传给油石座,油石座带动与其烧结在一起的油石进行纵向振动,如图1所示。我们进行了直径47mm立式功率超声珩磨装置的设计及制造、装配,成功地完成了47mm孔径缸套珩磨系统,实际加工后,考核其尺寸精度均可达IT6级,表面粗糙度可达Ra0.1μm,圆度、圆柱度可达0.007mm,与国外同类装置相比,该超声波珩磨装置具有如下优点:①由于珩磨杆不振动,可节省能量…     

超声振动珩磨单空化泡溃灭温度研究

为了研究超声振动珩磨作用下的空化效应,基于超声空化动力学和热力学基本定律,建立了超声振动珩磨单空化泡热力学方程;数值模拟了各珩磨参数对空化泡运动半径的影响,间接分析了各参数对单空化泡溃灭温度的影响。结果显示,珩磨参数对空化泡溃灭温度影响微弱,单空化泡的溃灭温度大约为300～1400K;在超声钻床上,以铝箔纸为试验材料进行了超声空化试验,试验结果与理论分析基本一致。     

功率超声珩磨加工

针对功率超声珩磨加工,分析普通珩磨加工和超声珩磨加工的特点和原理,指出了该加工方法的应用前景.     

功率超声珩磨磨削区椭球状空化泡动力学模型及数值模拟

超声空化效应直接影响功率超声珩磨工件的表面质量、珩磨效率以及加工稳定性。基于能量平衡原理建立了磨削区椭球状空化泡动力学模型,采用MATLAB软件进行了数值模拟。从模拟结果可知:当不考虑液体介质的粘滞阻尼、时间滞后等因素时,单个椭球状空化泡动力学规律与球状空化泡类似,表现为类似于稳态空化的过程;珩磨压力、油石转速等磨削区特有的加工环境对近椭球状空化泡的生长和压溃影响较大。在数值模拟的基础上又进行了相应试验研究,证实油石表面超声空化泡的存在及功率超声振动珩磨磨削区的超声空化效应受到油石表面三维微观形貌影响。     

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。     

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。     

超声振动珩磨子系统的试验

讨论了按局部共振理论设计挠性杆,油石座子系统时超声振动珩磨的振动模式,提出了确定挠性杆,油石座子系统结构参数的设计方法。     

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.     

超声波平行轴硬珩齿的加工机理

超声波平行轴硬珩齿是一种新型的齿轮精加工方法。介绍了实现超声波平行轴硬珩齿的机构，分析了超声波平行轴硬珩齿的加工机理。     

超声波振动珩磨的切削机理及特点

从切削运动、切削量、磨粒性能三个方面分析了超声波振动珩磨的切削机理,并归纳了超声波振动珩磨的特点。     

功率超声珩磨加工振动的研究与控制

针对超声珩磨加工中系统振幅随外界条件的变化而衰减的问题,提出了维持超声珩磨加工的振幅在最大值附近的方案。采用霍尔传感器MLX90251检测输入换能器的电流,并设计了相关的电路。根据电流的变化调节超声发生器的输出功率,进而使整个系统处于谐振状态,即油石的振幅保持在最大振幅附近。最后,将此方案应用于MBA4215型半自动立式珩磨机的功率超声加工中,根据加工的良好效果证明此方案可行。     

超声平台珩磨机理分析

超声平台珩磨装置能使油石条产生超声振动,在珩磨缸套时具有磨削力小、珩磨温度低、油石不易堵塞、加工效率高等特点。对单颗磨粒在振动时产生的脉冲力,以及超声脉冲力垂直于珩磨网纹的方向分力——有效去峰力进行了分析,并用断裂力学原理来解释尺寸效应产生的机理,最后得出结论:珩磨中油石磨粒具有强大的脉冲力具有足够的能量削掉网纹峰尖成为平台,该理论对于生产实践具有重要的意义。     

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。     

超声珩齿变幅器的参数化建模与模态分析

变幅器的设计是超声珩齿加工技术的关键,通过振动理论计算得出的变幅器结构参数比较多而且多变,很难对每个变幅器都进行单独建模。利用Pro/E的参数化精确建模方法和Pro/E与ANSYS之间的专用通道,能够方便地生成各种变幅器实体模型,并且能够快速地导入ANSYS中进行有限元分析,从而验证设计的准确性,为变幅器的优化设计提供依据。     

超声波振动珩磨振动系统试验研究

论述超声波振动珩磨振动系统的原理,通过振动试验分析振动系统中的变幅杆、弯曲振动圆盘、振动子系统的振动效果。     

超声波珩齿振动装置设计及其精度分析

阐述了超声波珩齿振动装置主要部件的选取和设计,分析了装置中轴承的径向误差通过套筒、传振杆、变幅杆传递后,最终对加工轮加工精度的影响,并给出了珩齿轮加工误差的计算方法,从理论上确定了加工轮的精度等级,为实验研究提供了一定的理论依据。