超声研齿的材料去除机理与试验研究 被引量：14

1

作者 魏冰阳 邓效忠 +1 位作者 杨建军 方宗德 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期995-999,共5页

提出了超声研磨螺旋锥齿轮的理论与方法,分析了超声研齿中磨粒锤击微切削、弹跳冲击与研磨液空化效应等材料去除机理。普通研齿与超声研齿对比试验证明,超声研齿材料去除率可达到普通研磨的3倍,且齿面质量明显提高,齿面表面粗糙度Ra达到... 提出了超声研磨螺旋锥齿轮的理论与方法,分析了超声研齿中磨粒锤击微切削、弹跳冲击与研磨液空化效应等材料去除机理。普通研齿与超声研齿对比试验证明,超声研齿材料去除率可达到普通研磨的3倍,且齿面质量明显提高,齿面表面粗糙度Ra达到0.2μm,轮廓支承长度率Rmr(c)=100%时的水平截距c为1.2μm。通过正交试验设计确定了超声研齿的最优工艺参数组合:小轮转矩为0.05N.m,转速为600r/min,研磨剂质量分数为20%;研磨剂质量分数利用材料去除率的影响最为显著,达到64.7%,其次为转速,贡献率为16.7%。对最优工艺参数进行了验证试验,证明材料去除率MR指标与预测值基本相符。 展开更多

关键词 齿轮 超声研磨 去除率 正交试验

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螺旋锥齿轮超声振动研磨的声弹性机理 被引量：9

2

作者 魏冰阳 方宗德 +1 位作者 周彦伟 邓效忠 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期484-488,共5页

提出螺旋锥齿轮超声振动复合研磨的方法 ,介绍了其原理 ;利用声弹性理论 ,从声弹性机制的层面上 ,研究了轮齿超声研抛的机理 ;综合轮齿接触分析与声弹性理论 ,通过实例计算分析了螺旋锥齿轮超声振动复合研磨方法不仅是可行的 ,而且与传... 提出螺旋锥齿轮超声振动复合研磨的方法 ,介绍了其原理 ;利用声弹性理论 ,从声弹性机制的层面上 ,研究了轮齿超声研抛的机理 ;综合轮齿接触分析与声弹性理论 ,通过实例计算分析了螺旋锥齿轮超声振动复合研磨方法不仅是可行的 ,而且与传统的方法相比具有明显的优越性。 展开更多

关键词 准双曲面齿轮 超声研磨 P波 接触分析

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超声研磨SiC单晶材料去除率与表面特征研究 被引量：10

3

作者 肖强 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期496-499,共4页

为了提高SiC单晶片的加工效率,降低表面粗糙度,通过实验对比研究了普通研磨与超声波辅助研磨两种研磨工艺。实验表明,超声波辅助研磨SiC单晶片材料去除率是普通研磨的两倍,表面粗糙度值也有显著降低。本文同时分析了材料去除率提高与表... 为了提高SiC单晶片的加工效率,降低表面粗糙度,通过实验对比研究了普通研磨与超声波辅助研磨两种研磨工艺。实验表明,超声波辅助研磨SiC单晶片材料去除率是普通研磨的两倍,表面粗糙度值也有显著降低。本文同时分析了材料去除率提高与表面粗糙度值降低的原因。 展开更多

关键词 SIC单晶 超声研磨 表面特征 材料去除率

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超声研磨Al_2O_3陶瓷材料的表面粗糙度特征研究 被引量：5

4

作者 李章东 和平安 赵波 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 2004年第4期46-49,共4页

通过对Al2 O3陶瓷工件的普通及超声研磨实验 ,分析了超声研磨加工中各个加工参数和陶瓷工件表面粗糙度的相互关系 ,得出径向超声振动研磨达到最佳表面粗糙度的工件转速为 12 0～ 2 60r min ;径向超声振动研磨要得到最佳表面的研磨压力在... 通过对Al2 O3陶瓷工件的普通及超声研磨实验 ,分析了超声研磨加工中各个加工参数和陶瓷工件表面粗糙度的相互关系 ,得出径向超声振动研磨达到最佳表面粗糙度的工件转速为 12 0～ 2 60r min ;径向超声振动研磨要得到最佳表面的研磨压力在 45 0N左右 ,过大或过小均可引起表面粗糙度恶化。在相同转速和相同压力下 ,超声研磨工件的表面粗糙度较普通研磨工件的小 ;当转速较小时 ,W 5与W2 0研磨的表面粗糙度变化不大 ,随着转速升高 ,粗糙度先变小后变大 ,在n =2 5 0n min左右Ra值最小。研究结论为高效研磨Al2 O3陶瓷提供了依据。 展开更多

关键词 超声研磨 研磨参数 表面粗糙度

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螺旋锥齿轮超声研磨加工的机理与实验研究 被引量：5

5

作者 魏冰阳 邓效忠 +1 位作者 杨建军 方宗德 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2006年第12期1506-1510,共5页

提出了超声研磨加工螺旋锥齿轮的理论与方法,利用声弹性理论分析了超声波在齿面传播与反射的机理。超声研齿的材料去除以塑性流动去除为主,机理可归结为磨粒锤击微切削、弹跳冲击与研磨液空化效应。试验证明,超声研齿的材料去除率为普... 提出了超声研磨加工螺旋锥齿轮的理论与方法,利用声弹性理论分析了超声波在齿面传播与反射的机理。超声研齿的材料去除以塑性流动去除为主,机理可归结为磨粒锤击微切削、弹跳冲击与研磨液空化效应。试验证明,超声研齿的材料去除率为普通研齿加工的3倍,且齿面质量明显提高,齿面粗糙度Ra为0.2μm,水平截距c为1.2μm。最优工艺参数组合中转矩为0.12 N.m、转速为600 r/m in、研磨剂浓度为20%,其中转矩对材料去除率的影响最为显著,达到68.11%;其次为转速。对最优工艺参数组合所作的验证试验,材料去除率MRR指标与预测值基本相符。 展开更多

关键词 超声研磨 螺旋锥齿轮 去除率

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超声研齿振动子系统的研究与变幅杆设计 被引量：6

6

作者 宋艳丽 魏冰阳 邓效忠 《工具技术》 北大核心 2007年第5期61-64,共4页

介绍了超声研齿的原理与方法,对超声研齿振动子系统进行了研究与分析。依据四端网络的基本原理,利用力电类比的方法,给出了换能—变幅器的等效电路图,并通过电路运算,推导出换能—变幅器的频率方程和放大倍数的计算公式。据此,设计出了... 介绍了超声研齿的原理与方法,对超声研齿振动子系统进行了研究与分析。依据四端网络的基本原理,利用力电类比的方法,给出了换能—变幅器的等效电路图,并通过电路运算,推导出换能—变幅器的频率方程和放大倍数的计算公式。据此,设计出了谐振特性良好的超声研齿换能—变幅器。最后对超声研齿振动系统的谐振特性进行了测量,理论计算与试验基本相符。 展开更多

关键词 超声研磨 螺旋锥齿轮 换能器 变幅杆 四端网络

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超声研齿不灵敏性振动切削机理与实验 被引量：5

7

作者 魏冰阳 杨建军 +1 位作者 邓效忠 方宗德 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2007年第4期491-493,共3页

提出了超声研磨螺旋锥齿轮的理论与方法。分析了超声研齿不灵敏性振动切削机理。超声振动使研磨切削抗力减小,动态啮合精度提高,因此,使研磨效率与齿面质量得到相应提高。进行了普通与超声研齿对比试验表明,超声研齿材料去除率可达到普... 提出了超声研磨螺旋锥齿轮的理论与方法。分析了超声研齿不灵敏性振动切削机理。超声振动使研磨切削抗力减小,动态啮合精度提高,因此,使研磨效率与齿面质量得到相应提高。进行了普通与超声研齿对比试验表明,超声研齿材料去除率可达到普通研磨的三倍,齿面微切削与塑性流动纹理明显,点蚀深度、划痕长短均匀,齿面质量明显优于普通研磨齿面,即粗糙度低至0.2μm,轮廓支承长度率Rmr(c)=100%,水平截距c=1.2μm。 展开更多

关键词 超声研磨 材料去除率 不灵敏性振动切削机理

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超声研齿换能器的设计与研齿试验 被引量：5

8

作者 魏冰阳 邓效忠 +1 位作者 杨建军 宋艳丽 《声学技术》 CSCD 北大核心 2007年第4期767-770,共4页

介绍了超声研齿的原理与方法,并将超声加工应用于齿轮研磨。利用力电类比和四端网络法,构建超声研齿换能器的等效网络图,通过电路运算,得到了换能器的频率方程与前后端面振速比的计算公式。据此设计了谐振特性良好的1/2波长超声换能器... 介绍了超声研齿的原理与方法,并将超声加工应用于齿轮研磨。利用力电类比和四端网络法,构建超声研齿换能器的等效网络图,通过电路运算,得到了换能器的频率方程与前后端面振速比的计算公式。据此设计了谐振特性良好的1/2波长超声换能器。进行了超声研齿与普通研齿对比试验,利用扫描电镜(SEM)图像分析了两者的材料去除机理。试验表明超声研齿材料去除率可达到普通研磨的3倍,且齿面质量明显提高,齿面粗糙度Ra低至0.2mm,水平截距c减小到1.2!m。 展开更多

关键词 超声研磨 螺旋锥齿轮 换能器 去除率

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硬脆材料超声波精密加工机理及影响因素研究 被引量：5

9

作者 肖强 李言 李淑娟 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 2010年第3期26-28,共3页

硬脆材料具有很高的硬度和脆性,为了提高硬脆材料研磨效率,从理论上分析超声波研磨加工硬脆材料机理,详细地分析超声波声压及加工静压力、工具的振动振幅、频率和磨粒大小对材料的去除率以及加工质量的影响。分析表明,基于超声波研磨条... 硬脆材料具有很高的硬度和脆性,为了提高硬脆材料研磨效率,从理论上分析超声波研磨加工硬脆材料机理,详细地分析超声波声压及加工静压力、工具的振动振幅、频率和磨粒大小对材料的去除率以及加工质量的影响。分析表明,基于超声波研磨条件下,能够提高材料去除率和加工出高质量的超光滑表面。 展开更多

关键词 硬脆材料 超声波研磨 去除率

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Al_2O_3工程陶瓷超声研磨表面粗糙度试验研究 被引量：5

10

作者 张昌娟 刘传绍 赵波 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2011年第3期35-38,共4页

本文通过不同振动模式下的Al2O3工程陶瓷普通与超声研磨对比试验,利用正交回归分析方法获得了最优研磨参数,探讨了各研磨参数对工件表面粗糙度影响的主次顺序。并分析研究了工件转速、进给速度、油石粒度、研磨切深、发生器功率等不同... 本文通过不同振动模式下的Al2O3工程陶瓷普通与超声研磨对比试验,利用正交回归分析方法获得了最优研磨参数,探讨了各研磨参数对工件表面粗糙度影响的主次顺序。并分析研究了工件转速、进给速度、油石粒度、研磨切深、发生器功率等不同研磨参数对表面粗糙度的影响规律。结果表明,超声振动研磨可明显减小表面粗糙度值,提高工件表面质量,是适合工程陶瓷等硬脆材料的一种高效加工方法。 展开更多

关键词 表面粗糙度 正交试验 Al2O3工程陶瓷 超声研磨

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超声研磨声学系统振动特性与试验研究 被引量：1

11

作者 张昌娟 刘传绍 赵波 《工具技术》 北大核心 2004年第12期25-28,共4页

分析了超声振动研磨声学系统研具的固有频率和振型,建立了力学模型及其位移方程,探讨了研具的共振机理,根据理论和试验得出结论当研具以自身的固有频率共振时,系统处于全谐振状态。

关键词 声学系统 研磨 超声振动 固有频率 振动特性 力学模型 振型 共振 位移方程 试验研究

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超声研磨Al_2O_3工程陶瓷工艺参数研究 被引量：2

12

作者 张昌娟 刘传绍 赵波 《机械设计与制造》 北大核心 2014年第6期105-108,共4页

通过不同振动模式下的Al2O3工程陶瓷普通研磨与超声研磨压力对比分析,得出超声研磨时单颗磨粒的受力大小及受力方向,并通过试验研究了各工艺参数对研磨压力的影响规律。结果表明,超声研磨压力小于普通研磨,且不同工艺参数下的轴向研磨... 通过不同振动模式下的Al2O3工程陶瓷普通研磨与超声研磨压力对比分析,得出超声研磨时单颗磨粒的受力大小及受力方向,并通过试验研究了各工艺参数对研磨压力的影响规律。结果表明,超声研磨压力小于普通研磨,且不同工艺参数下的轴向研磨压力要小于切向研磨;随着各工艺参数的变化,普通研磨压力与超声研磨压力的变化规律基本相同,过大或过小的工艺参数均不能得到较小的研磨压力;超声振动研磨是适合工程陶瓷等硬脆材料的一种高效加工方法。 展开更多

关键词 Al2O3工程陶瓷 超声研磨 工艺参数

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基于等效阻抗的蓝宝石超声研磨工艺试验 被引量：1

13

作者 刘斌 汪炜 +1 位作者 缪兴华 王忠进 《电加工与模具》 2017年第A01期48-52,共5页

由力电类比可知:超声研磨加工系统的等效阻抗可反映加工力,且二者呈正相关关系。加工系统的等效阻抗随着加工间隙的增加而减小,该加工间隙为串联谐振频率下工具平衡位置与工件之间的间隙。基于上述理论,采用等效阻抗的控制方法对蓝宝石... 由力电类比可知:超声研磨加工系统的等效阻抗可反映加工力,且二者呈正相关关系。加工系统的等效阻抗随着加工间隙的增加而减小,该加工间隙为串联谐振频率下工具平衡位置与工件之间的间隙。基于上述理论,采用等效阻抗的控制方法对蓝宝石进行超声研磨工艺试验,探索不同研磨参数对蓝宝石材料去除率及表面质量的影响,并简单对比了超声研磨与普通研磨的区别。结果表明:无论在材料去除率或表面质量方面,超声研磨均优于普通研磨。随着输出电流、阻抗阈值、研磨速度及研磨时间的增加,材料去除率均呈先增大、后减小的趋势,但增大的速度各不相同;表面质量呈先减小、后增大的趋势,且在某处存在最佳值。 展开更多

关键词 等效阻抗 超声研磨 蓝宝石 串联谐振频率

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超声研齿声学系统的非谐振设计与验证 被引量：1

14

作者 朱德荣 杨建军 +1 位作者 邓效忠 郭浩杰 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第6期1049-1060,共12页

在螺旋锥齿轮超声加工领域,为了提高齿轮研磨的均匀性和齿面上材料的去除效率,提出了由非谐振负载锥齿轮组成的超声研齿声学系统的设计方法。根据螺旋锥齿轮的结构特点,将齿轮简化成以节锥线为母线的圆锥台,并与换能器和变幅杆相结合构... 在螺旋锥齿轮超声加工领域,为了提高齿轮研磨的均匀性和齿面上材料的去除效率,提出了由非谐振负载锥齿轮组成的超声研齿声学系统的设计方法。根据螺旋锥齿轮的结构特点,将齿轮简化成以节锥线为母线的圆锥台,并与换能器和变幅杆相结合构成声学系统模型。在超声波传播原理和质点机械振动理论的基础上,通过振动耦合的速度和内力连续条件,以及边界条件建立声学系统的振动频率方程,进而确定满足谐振频率和振动模态的声学系统形状尺寸参数。利用有限元方法对整体声学系统进行模态和谐响应分析,得到其在纵向谐振频率16.072kHz激励下输出振幅达到7.08μm。最后进行了螺旋锥齿轮的超声研磨和传统研磨对比实验,结果表明超声研齿工艺具有明显的技术优势,这为超声加工在螺旋锥齿轮精密制造中的应用提供了一定的理论与实验基础。 展开更多

关键词 超声研齿 螺旋锥齿轮 声学系统 非谐振设计 整体有限元分析

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超精密研抛及超声波研抛技术分析 被引量：11

15

作者 赵明利 赵波 高国富 《现代机械》 2006年第6期50-53,共4页

本文介绍了研抛和超精密研抛技术,分析了研抛技术的发展过程和超精密研抛技术的发展现状,列举了几种超精密研抛方法,重点说明了超声波研抛的特点。最后分析了该技术的推广应用及其发展趋势。超精密研抛技术是提高加工表面质量有效的加... 本文介绍了研抛和超精密研抛技术,分析了研抛技术的发展过程和超精密研抛技术的发展现状,列举了几种超精密研抛方法,重点说明了超声波研抛的特点。最后分析了该技术的推广应用及其发展趋势。超精密研抛技术是提高加工表面质量有效的加工方法,与传统的研抛方法相比大大提高了加工效率。 展开更多

关键词 研磨 抛光 研抛技术 超精密研抛 超声波研抛

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齿轮超声加工技术的研究综述与展望 被引量：5

16

作者 秦慧斌 吕明 王时英 《机械传动》 CSCD 北大核心 2012年第3期102-106,共5页

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... 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。 展开更多

关键词 超声加工 超声滚齿 超声研齿 超声珩齿 研究展望

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准双曲面齿轮超声研齿系统中变幅杆的设计与研究 被引量：5

17

作者 吴能赏 邓效忠 杨建军 《机械传动》 CSCD 北大核心 2008年第2期16-17,42,共3页

通过对圆锥形过渡的阶梯形变幅杆和准双曲面齿轮小轮的组合体进行理论分析,求出放大系数、共振频率、位移节点等重要参数,应用有限元软件ANSYS对其进行模态分析和修正,分析了准双曲面小轮结构尺寸的变化对组合体谐振性能的影响。

关键词 准双曲面齿轮 超声研齿系统 变幅杆 ANSYS 模态分析

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研齿振动系统开槽参数对振动特性的影响研究 被引量：1

18

作者 朱德荣 李娜 +4 位作者 李豪 杨建军 邓效忠 辛红敏 聂福全 《机械传动》 北大核心 2022年第8期93-99,共7页

在弧齿锥齿轮的精密加工技术领域,超声研齿加工技术得到广大学者的密切关注和研究。设计了一种重负载弧齿锥齿轮的超声研齿振动系统,在材料的属性设置、网格划分和模态分析设置等均相同条件下,利用Ansys Workbench软件研究分析了槽的数... 在弧齿锥齿轮的精密加工技术领域,超声研齿加工技术得到广大学者的密切关注和研究。设计了一种重负载弧齿锥齿轮的超声研齿振动系统,在材料的属性设置、网格划分和模态分析设置等均相同条件下,利用Ansys Workbench软件研究分析了槽的数量、宽度、长度和位置对研齿振动系统的谐振频率、振动模态、位移节点和齿轮形变的影响规律;建立了通过在圆柱体上开槽的方式对传振圆柱体产生的耦合振动进行控制的方法。进一步丰富和完善了现有的超声研齿加工振动系统的设计理论。 展开更多

关键词 超声研齿 弧齿锥齿轮 研齿振动系统 开槽参数 振动特性

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超声研磨齿轮振动系统的设计及实验 被引量：3

19

作者 朱德荣 邓效忠 +3 位作者 杨建军 郭浩杰 刘林男 李聚波 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第20期195-202,共8页

超声振动研齿法是优于传统研齿法的一种新的精加工技术,它能够提高材料的去除率,产生良好的齿面质量,降低齿轮副的噪声,其振动系统的设计是实现超声研齿工艺的关键技术之一。基于波传播理论建立了超声研齿振动系统的理论模型,分析了振... 超声振动研齿法是优于传统研齿法的一种新的精加工技术,它能够提高材料的去除率,产生良好的齿面质量,降低齿轮副的噪声,其振动系统的设计是实现超声研齿工艺的关键技术之一。基于波传播理论建立了超声研齿振动系统的理论模型,分析了振动系统中变幅杆和螺旋锥齿轮组合体的动力学特性,通过实例分析得到了振动系统的谐振频率和振幅特性。并利用ANSYS进行模态分析与谐响应分析,最终通过阻抗分析与振动性能测试进行实验验证。研究结果表明:理论谐振频率、有限元分析频率、实验测试频率与设计频率相对比,求解偏差分别为0.05%、0.15%和1.42%,均不超过1.5%,而且在螺旋锥齿轮小端面产生的位移振幅非常近似,是可以满足工程应用需要的。这些研究结果可以为这种新的精加工方法的工业应用打下坚实的基础。 展开更多

关键词 超声研齿 振动系统 数学模型 有限元分析 频率和振幅测试

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超声研齿的材料去除模型与试验 被引量：3

20

作者 魏冰阳 杨琰 +1 位作者 杨建军 邓效忠 《机械传动》 CSCD 北大核心 2010年第1期1-4,共4页

提出了超声研磨弧齿锥齿轮的理论与方法。分析了超声研齿中磨粒锤击微切削、弹跳冲击与研磨液空化效应等材料去除机理,建立了超声研齿锤击微切削材料去除模型。进行了普通与超声研齿的对比试验,试验证明,超声研齿材料去除率可达到普通... 提出了超声研磨弧齿锥齿轮的理论与方法。分析了超声研齿中磨粒锤击微切削、弹跳冲击与研磨液空化效应等材料去除机理,建立了超声研齿锤击微切削材料去除模型。进行了普通与超声研齿的对比试验,试验证明,超声研齿材料去除率可达到普通研磨的三倍,且齿面质量明显提高,齿面粗糙度Ra低至0.2μm,轮廓支承长度率Rmr100%的水平截距c为1.2mm。 展开更多

关键词 弧齿锥齿轮 超声研磨 材料去除模型 去除率

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