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难加工材料场辅助超精密加工研究 被引量:8
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作者 许剑锋 黄凯 +4 位作者 郑正鼎 林创挺 张建国 肖峻峰 陈肖 《中国科学:技术科学》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期829-853,共25页
场辅助超精密加工(field-assisted ultra-precision machining,FAUM)是一种先进的制造技术.基于传统的超精密加工技术,通过引入激光、超声振动和磁场等能场进行创新,实现了难加工材料纳米级甚至亚纳米级高精度制造.本文具体阐述了场辅... 场辅助超精密加工(field-assisted ultra-precision machining,FAUM)是一种先进的制造技术.基于传统的超精密加工技术,通过引入激光、超声振动和磁场等能场进行创新,实现了难加工材料纳米级甚至亚纳米级高精度制造.本文具体阐述了场辅助技术在切削、磨削和铣削等超精密制造领域应用的研究.通过分析加工表面质量、加工效率、切削力和刀具磨损等实验结果,与传统超精密加工技术对比,场辅助超精密制造技术具有明显优势.总结FAUM目前存在的不足及未来面临的挑战,为进一步发展多能场复合辅助超精密制造技术奠定基础. 展开更多
关键词 场辅助超精密加工 难加工材料 激光辅助 超声振动辅助 磁场辅助
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超声滚压对铝合金表面质量和耐磨性影响研究 被引量:6
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作者 尚方方 周振宇 +4 位作者 朴钟宇 叶国云 叶青云 秦红玲 夏庆超 《液压与气动》 北大核心 2022年第7期112-122,共11页
使用多珠平面滚压加工刀具对叉车举升液压缸表面实施滚压加工和超声滚压加工。通过激光共聚焦显微镜、光学显微镜和显微硬度仪对加工后的试样进行表面三维形貌、金相组织和硬度表征的研究。开发相应的分子动力学模型并对加工前后的试样... 使用多珠平面滚压加工刀具对叉车举升液压缸表面实施滚压加工和超声滚压加工。通过激光共聚焦显微镜、光学显微镜和显微硬度仪对加工后的试样进行表面三维形貌、金相组织和硬度表征的研究。开发相应的分子动力学模型并对加工前后的试样进行干摩擦试验,对比研究超声滚压对液压缸铝合金表面摩擦磨损性能的影响。试验结果表明,与滚压加工相比,超声滚压加工进一步降低了表面粗糙度。磨损结果表明,超声滚压加工改变了试样表面的微观结构,改变了试样的磨损机制,提升了试样的抗磨损性能,可有效提高液压缸使用寿命,降低泄漏量。 展开更多
关键词 滚压加工 超声振动辅助 分子动力学 摩擦磨损
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超声辅助高频电刀组织切割性能研究 被引量:5
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作者 姚光 武文帅 +2 位作者 耿大喜 张翔宇 张德远 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期179-185,共7页
高频电刀因其优良的切割效率和止血性能在微创手术中得到了广泛的应用,但组织粘刀和创面碳化,不利于术后愈合引发手术事故。如何解决高频电刀的粘刀和创面碳化损伤是载能手术器械面临的重要技术难题,超声振动优异的减粘降附性能为本研... 高频电刀因其优良的切割效率和止血性能在微创手术中得到了广泛的应用,但组织粘刀和创面碳化,不利于术后愈合引发手术事故。如何解决高频电刀的粘刀和创面碳化损伤是载能手术器械面临的重要技术难题,超声振动优异的减粘降附性能为本研究提供了创新灵感。首先通过分析超声振动对高频电刀与切割组织极间电场和多能场组织去除机制的影响,提出超声振动的机械作用会加速组织去除。通过软组织载能切削试验测试了超声振动辅助高频电刀的防粘性能以及组织热损伤,试验结果证实了超声振动辅助高频电刀的组织粘附量减少了约80%,无黑色焦痂组织,切割伤口齐整,热损伤面积减小了约50%,满足了微创载能器械的手术技术要求。 展开更多
关键词 高频电刀 超声辅助 防粘 热损伤
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NdFeB薄片的超声辅助水基切割的材料去除机理研究 被引量:2
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作者 徐志红 冯俊元 +7 位作者 张振宇 周淳琛 吕春哲 王明 张天宇 吴斌 万省作 王泽云 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期317-327,共11页
目的通常采用金刚线切割工艺批量生产NdFeB薄片,其表面粗糙度及表面线痕问题十分严重,提出超声水基切割液的金刚线切割新方法,以消除NdFeB薄片切割中的线痕,降低其表面粗糙度,并对超声辅助条件下的材料去除机理进行研究。方法通过白光... 目的通常采用金刚线切割工艺批量生产NdFeB薄片,其表面粗糙度及表面线痕问题十分严重,提出超声水基切割液的金刚线切割新方法,以消除NdFeB薄片切割中的线痕,降低其表面粗糙度,并对超声辅助条件下的材料去除机理进行研究。方法通过白光干涉仪和光学显微镜对样品表面形貌进行观察,通过激光位移传感器检测并分析了金刚线在各处的横向位移,分析其对切割表面线痕形成的影响因素。通过线激光测量方法量取超声辅助和纯水切2种条件下的线弓偏移,并分析线弓的形成机理,研究材料去除形式、排屑润滑之间的关系。综合分析线弓形成机制、线痕形成机制及表面形貌形成机制,揭示材料的去除机理。结果实验结果表明,在进给速度0.2 mm/min下,可将水切的表面粗糙度Ra控制在0.4μm以下,仅为油切的一半,而在超声辅助下的峰谷值(PV)仅为油切下的二分之一。在相同进给速度下超声辅助切割的线弓变形与水切的差值先增大后减小,在进给速度0.2 mm/min下达到0.5 mm。结论水基切削液比油基切削液具有更好的排屑性能,能够有效降低切割表面的粗糙度,而在超声辅助下使金刚线在NdFeB表面进行微磨削,有效地消除了样品表面的线痕,超声辅助水基切割对NdFeB切割的表面质量具有很大的改善作用。 展开更多
关键词 钕铁硼 金刚线切割 超声辅助 材料去除 表面形成
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超声辅助磨削球墨铸铁表面形貌及磨粒磨损研究 被引量:2
5
作者 向道辉 周直昆 +2 位作者 刘中云 姚云龙 郭振海 《河南理工大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2018年第3期86-92,共7页
为了探讨超声振动对普通磨削过程的影响,采取单颗磨粒磨削试验方法,在对普通和超声辅助单颗磨粒高速磨削的表面形貌特征(切削沟槽宽度、磨削轨迹干涉)进行理论分析的基础上,对相应理论进行试验验证和分析研究,同时还对超声辅助条件下基... 为了探讨超声振动对普通磨削过程的影响,采取单颗磨粒磨削试验方法,在对普通和超声辅助单颗磨粒高速磨削的表面形貌特征(切削沟槽宽度、磨削轨迹干涉)进行理论分析的基础上,对相应理论进行试验验证和分析研究,同时还对超声辅助条件下基于磨削力信号的磨粒磨损进行了分析。结果表明:与普通磨削相比,在超声振动条件下,单颗磨粒高速磨削具有磨削轨迹干涉、切削沟槽宽等特点;不同的磨削力信号特征反映了不同形式的磨粒磨损。研究结果为磨削加工过程中的实时监测提供了一定的判定依据,也为以后整个砂轮的试验研究提供了理论和技术支持。 展开更多
关键词 单颗磨粒 超声辅助 高速磨削 表面形貌特征 磨削力信号
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碳纤维复合材料超声振动辅助钻削特性研究 被引量:1
6
作者 孙建立 钱伟 +2 位作者 杨锐 李广明 周振辉 《航空精密制造技术》 2021年第5期24-27,共4页
针对常用的碳纤维复合材料,文章从孔质量、切屑形态、切削力大小、刀具磨损4个方面入手,开展了钻孔对比试验,研究了该材料的钻削特性。研究结果表明:超声辅助钻削比普通钻削,孔质量可普遍提高,但超声辅助钻削对孔质量的改善程度随工艺... 针对常用的碳纤维复合材料,文章从孔质量、切屑形态、切削力大小、刀具磨损4个方面入手,开展了钻孔对比试验,研究了该材料的钻削特性。研究结果表明:超声辅助钻削比普通钻削,孔质量可普遍提高,但超声辅助钻削对孔质量的改善程度随工艺参数的变化呈现非线性规律,在较低转速(3000r/min)或较大进给速度(60mm/min)下,切屑更细小,切削力大幅减小,孔质量的提升更为显著,因此工程应用时应根据孔质量、刀具成本及加工效率等综合指标,选择合理工艺参数。 展开更多
关键词 CFRP 钻孔 超声辅助 加工性能
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碳纤维复合材料板材超声振动辅助钻削工艺参数研究
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作者 孙建立 乔国华 +1 位作者 吴禹锡 李广明 《纤维复合材料》 CAS 2021年第4期42-46,共5页
碳纤维复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastic/Polymer,简称CFRP)零件在航空航天领域的广泛应用促生了大量装配孔钻制工作。针对CFRP常规钻孔出现的分层、劈裂、毛刺等缺陷问题,本文从超声频率、转速和进给速度三个维度入手开展了... 碳纤维复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastic/Polymer,简称CFRP)零件在航空航天领域的广泛应用促生了大量装配孔钻制工作。针对CFRP常规钻孔出现的分层、劈裂、毛刺等缺陷问题,本文从超声频率、转速和进给速度三个维度入手开展了超声振动辅助钻孔工艺参数试验,对孔径大小、出入口形貌和孔壁形貌三个质量指标进行分析评价。结果表明,在超声振动辅助下钻Φ6mm孔时,超声频率26.4KHz,刀具悬长40mm,转速3000~3500r/min,进给速度20~30mm/min下钻孔时,可满足孔精度要求,同时可获得较好的钻孔质量。 展开更多
关键词 CFRP 钻孔 超声辅助 工艺参数
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KDP晶体超声辅助磨削的亚表面损伤研究 被引量:14
8
作者 王强国 高航 +3 位作者 裴志坚 鲁春朋 王碧玲 滕晓辑 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期67-71,共5页
通过采用角度抛光和逐层抛光法以及择优化学腐蚀,对基于超声辅助磨削的KDP晶体试件进行亚表面损伤形式观察以及损伤深度检测,以便为后续加工提供指导。损伤检测实验表明:在超声辅助磨削工艺条件下,亚表面损伤以与磨粒运动方向平行的中... 通过采用角度抛光和逐层抛光法以及择优化学腐蚀,对基于超声辅助磨削的KDP晶体试件进行亚表面损伤形式观察以及损伤深度检测,以便为后续加工提供指导。损伤检测实验表明:在超声辅助磨削工艺条件下,亚表面损伤以与磨粒运动方向平行的中位裂纹为主,且裂纹间距具有一定的规律性;亚表面损伤深度为19~48μm,磨头形状(有无倒角)较之磨头磨粒粒度对亚表面损伤深度具有更大的影响,使用有倒角的磨头可得最小亚表面损伤。 展开更多
关键词 KDP晶体 磨削 超声辅助加工 亚表面损伤 角度抛光
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轴向超声振动辅助磨削的磨削力研究 被引量:12
9
作者 何玉辉 周群 郎献军 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期170-176,共7页
假设未变形磨屑厚度服从瑞利分布,推导了切削变形力的计算表达式;根据磨粒与工件的相对运动,探讨了超声振动对摩擦力的影响,分析了超声磨削时磨粒在砂轮切线方向上的摩擦力变化规律。综合切削变形力和摩擦力的理论分析,建立了轴向超声... 假设未变形磨屑厚度服从瑞利分布,推导了切削变形力的计算表达式;根据磨粒与工件的相对运动,探讨了超声振动对摩擦力的影响,分析了超声磨削时磨粒在砂轮切线方向上的摩擦力变化规律。综合切削变形力和摩擦力的理论分析,建立了轴向超声振动辅助磨削中磨削力的预测模型。对比实验的研究结果表明:由实验得到的磨削参数和振动参数对磨削力的影响规律与理论分析相一致,且仿真计算结果与实验测量结果的变化规律一致,从而验证了磨削力模型的可行性。 展开更多
关键词 未变形磨屑厚度 瑞利分布 超声振动辅助磨削 磨削力
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微晶材质自由曲面反射镜精密超声铣磨加工技术 被引量:12
10
作者 徐领娣 房安利 +2 位作者 于建海 张继友 李昂 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期2564-2570,共7页
自由曲面光学元件与球面和非球面光学元件相比能够提供更高的光学设计自由度,应用于成像光学系统有利于简化系统结构和改善系统质量,在新一代空间光学遥感领域具有广阔的应用前景。为了满足离轴反射式自由曲面空间光学遥感系统的快速、... 自由曲面光学元件与球面和非球面光学元件相比能够提供更高的光学设计自由度,应用于成像光学系统有利于简化系统结构和改善系统质量,在新一代空间光学遥感领域具有广阔的应用前景。为了满足离轴反射式自由曲面空间光学遥感系统的快速、高精度研制需求,本文瞄准微晶材质、复杂连续曲面类自由曲面反射镜超声铣磨加工表面粗糙度和亚表面质量的提升目标,开展了主轴转速、切削深度、进给量等主要工艺参数的优化实验和研究,完成了300 mm口径自由曲面反射镜的建模分析和超声铣磨加工,最终铣磨加工表面的面形精度达8.89μm PV,亚表面损伤层深度低于18μm,实现了自由曲面光学反射镜的高精度、低损伤铣磨加工,能够有效降低后续研抛加工的材料去除总量,缩短整个加工周期。 展开更多
关键词 光学加工 自由曲面 超声铣磨 工艺参数优化 表面粗糙度 微晶
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超声振动辅助铣削加工钛合金表面摩擦磨损性能研究 被引量:12
11
作者 马超 张建华 陶国灿 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期115-119,共5页
目的研究超声振动辅助铣削加工钛合金表面形貌及摩擦磨损性能的优势。方法将0、6、12μm的超声振动振幅分别施加到铣削加工的进给方向加工TC4钛合金,得到不同加工参数条件下的表面形貌。用多功能扫描电子显微镜观察不同条件下的微观表... 目的研究超声振动辅助铣削加工钛合金表面形貌及摩擦磨损性能的优势。方法将0、6、12μm的超声振动振幅分别施加到铣削加工的进给方向加工TC4钛合金,得到不同加工参数条件下的表面形貌。用多功能扫描电子显微镜观察不同条件下的微观表面形貌,并且对不同表面的摩擦磨损性能进行了测试,分析了超声振动对表面摩擦磨损性能的影响。结果施加超声振动后,表面微观形貌与传统铣削加工存在较大区别。表面微观形貌不仅存在因进给速度产生的进给划痕,还存在一定规律的微观织构。摩擦磨损试验分析了干摩擦与润滑脂摩擦两种情况。干摩擦条件下,超声振动对摩擦系数的影响较明显,振幅为6μm时,摩擦系数有所减小;振幅为12μm时,摩擦系数有所增大。脂润滑条件下,摩擦系数变化较小。结论通过超声振动辅助铣削可以加工出具有一定微观形貌的表面织构,这些微织构的存在影响了加工表面的摩擦磨损性能,对于研究表面抗磨减阻性能有一定的作用。 展开更多
关键词 超声振动辅助铣削 钛合金 表面形貌 摩擦磨损
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超声振动辅助车削高温合金和铝镁合金研究 被引量:10
12
作者 徐英帅 邹平 +1 位作者 王伟 杨旭磊 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期95-100,共6页
针对GH4169镍基高温合金和5A06铝镁合金切削加工困难,以及已加工表面质量和加工精度要求高等难题,从切削原理及加工工艺入手,采用超声振动方法设计超声振动车削加工系统.利用该加工系统对GH4169和5A06两种合金材料做超声振动车削与普通... 针对GH4169镍基高温合金和5A06铝镁合金切削加工困难,以及已加工表面质量和加工精度要求高等难题,从切削原理及加工工艺入手,采用超声振动方法设计超声振动车削加工系统.利用该加工系统对GH4169和5A06两种合金材料做超声振动车削与普通车削的对比试验.结果表明:超声振动辅助车削高温合金和铝镁合金中工艺参数对已加工工件的表面粗糙度、表面形貌和切屑形态影响明显,合理选择各工艺参数能够有效地改善加工质量,使得超声振动车削的加工效果明显好于普通车削. 展开更多
关键词 超声振动车削 工艺参数 表面粗糙度 表面形貌 切屑形态
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超声振动辅助磨削牙科氧化锆陶瓷切削力预测模型研究 被引量:10
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作者 肖行志 郑侃 廖文和 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第12期140-145,共6页
通过单因素实验设计,开展了牙科氧化锆陶瓷的超声振动辅助磨削实验,分别建立了超声振动辅助磨削加工切削力指数预测模型、BP神经网络预测模型以及理论预测模型。通过验证实验对比分析了三种模型的预测精度,并阐明了误差产生的原因。结... 通过单因素实验设计,开展了牙科氧化锆陶瓷的超声振动辅助磨削实验,分别建立了超声振动辅助磨削加工切削力指数预测模型、BP神经网络预测模型以及理论预测模型。通过验证实验对比分析了三种模型的预测精度,并阐明了误差产生的原因。结果表明,基于BP神经网络的切削力预测模型相对于指数和理论模型具有较高的预测精度,其平均相对误差仅为9.60%,理论模型因未能考虑材料的塑性流动去除,导致预测精度较低。 展开更多
关键词 超声振动辅助磨削 牙科氧化锆陶瓷 切削力预测 指数模型 BP神经网络 理论模型
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陶瓷基复合材料超声振动辅助加工技术研究现状 被引量:3
14
作者 韩蕾 史振宇 +3 位作者 袭建人 杨晓涛 张成鹏 王继来 《工具技术》 北大核心 2024年第3期3-20,共18页
陶瓷基复合材料具有高硬度、高强度、高耐磨性和耐腐蚀性等一系列优点,在航空航天、特种防护等领域具有极大的应用前景,同时陶瓷基复合材料的高精度高效率加工依靠传统机械生产方式难以实现。超声振动辅助加工技术在陶瓷基复合材料的深... 陶瓷基复合材料具有高硬度、高强度、高耐磨性和耐腐蚀性等一系列优点,在航空航天、特种防护等领域具有极大的应用前景,同时陶瓷基复合材料的高精度高效率加工依靠传统机械生产方式难以实现。超声振动辅助加工技术在陶瓷基复合材料的深小孔、薄壁和复杂型面加工等领域应用日益广泛,并形成了特有的行业体系,是精密、超精密制造领域发展的重要方向。针对近年来陶瓷基复合材料的超声振动辅助加工技术的发展状况,概述了陶瓷基复合材料和超声振动系统的研究现状,系统介绍了陶瓷基复合材料加工领域超声振动辅助磨削、钻削以及旋转超声加工和微细超声加工的应用和研究现状,并对超声振动辅助加工技术的应用趋势进行了总结和展望。 展开更多
关键词 超声振动加工 陶瓷基复合材料 超声振动系统 超声振动辅助磨削 旋转超声加工
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航空难加工材料超声振动辅助切削技术现状及发展趋势 被引量:9
15
作者 向业 许磊 +3 位作者 廖鹏飞 舒嵘 李卫生 路冬 《工具技术》 2018年第8期8-11,共4页
综述了钛合金、镍基高温合金及碳纤维增强复合材料等典型航空难加工材料超声振动辅助加工现状,在刀具上施加一维或二维超声振动可以提高航空难加工材料的切削加工性,具体表现为切削力降低、表面粗糙度改善、刀具磨损降低等。试验发现二... 综述了钛合金、镍基高温合金及碳纤维增强复合材料等典型航空难加工材料超声振动辅助加工现状,在刀具上施加一维或二维超声振动可以提高航空难加工材料的切削加工性,具体表现为切削力降低、表面粗糙度改善、刀具磨损降低等。试验发现二维超声振动在切削航空难加工材料时效果更加显著。试验表明,未来开展超声振动加工与其它方式的复合加工将是进一步提高航空难加工材料切削加工性的有效手段。 展开更多
关键词 超声振动辅助切削 钛合金 镍基高温合金 碳纤维增强复合材料
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超声振动铣削2A12表面粗糙度实验研究 被引量:8
16
作者 赵云峰 张建华 +1 位作者 沈学会 邢栋梁 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2011年第1期22-25,共4页
利用小径立铣刀对铝合金进行超声振动铣削实验,重点探讨了超声振幅与每齿进给量对工件槽底表面粗糙度的影响。实验结果表明:槽底表面粗糙随着超声振幅的增大而增大,在每齿进给量fz<4μm/z时槽超声振幅为主要影响因素;每齿进给量fz&g... 利用小径立铣刀对铝合金进行超声振动铣削实验,重点探讨了超声振幅与每齿进给量对工件槽底表面粗糙度的影响。实验结果表明:槽底表面粗糙随着超声振幅的增大而增大,在每齿进给量fz<4μm/z时槽超声振幅为主要影响因素;每齿进给量fz>6μm/z时每齿进给量为主要影响因素。在超声振动铣削加工中应尽量选择小进给量可获得较小槽底表面粗糙度。通过扫面电镜对工件微观形貌观测证实了施加振动后脉冲切削和断续切削双重作用导致槽底表面粗糙度增大。 展开更多
关键词 超声振动铣削 表面粗糙度 超声振幅 每齿进给量
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超声振动辅助铣削钛合金的表面完整性研究 被引量:8
17
作者 张习芳 郑侃 +2 位作者 廖文和 姚敬东 马文瑞 《工具技术》 北大核心 2017年第9期12-16,共5页
对超声振动辅助铣削TC4钛合金进行试验研究,从表面三维粗糙度、棱边质量及残余应力三个方面分析了超声电流及工艺参数对钛合金加工表面完整性的影响规律。试验结果表明:超声振动的辅助作用对TC4钛合金的表面完整性影响较为显著;高频振... 对超声振动辅助铣削TC4钛合金进行试验研究,从表面三维粗糙度、棱边质量及残余应力三个方面分析了超声电流及工艺参数对钛合金加工表面完整性的影响规律。试验结果表明:超声振动的辅助作用对TC4钛合金的表面完整性影响较为显著;高频振动冲击虽然增大了TC4钛合金表面的三维算数平均偏差和均方根偏差,但表面均匀程度和液体滞留性能得到改善,易于形成较为统一的表面纹理;超声振动辅助不仅可抑制TC4钛合金棱边毛刺的产生,并且能有效增大表面残余压应力。 展开更多
关键词 TC4钛合金 超声振动辅助铣削 表面完整性 三维粗糙度 棱边质量 残余应力
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大深径比微小深孔超声电火花加工工艺研究 被引量:8
18
作者 汪红兵 张义平 +1 位作者 李志荣 孙春华 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2015年第6期110-114,共5页
针对难加工材料的大深径比微小深孔加工这一工艺难题,设计并制造了基于工件振动的超声电火花复合加工装置。该装置包括一个已优化的压电振子和一台普通电火花机床。为提高加工效率,对压电振子进行了优化分析,使压电振子具有合适的纵振... 针对难加工材料的大深径比微小深孔加工这一工艺难题,设计并制造了基于工件振动的超声电火花复合加工装置。该装置包括一个已优化的压电振子和一台普通电火花机床。为提高加工效率,对压电振子进行了优化分析,使压电振子具有合适的纵振模态、固有频率和较大的振幅,压电振子中陶瓷片具有合理地安装位置。选择模具钢作为加工材料进行大深径比微小深孔的加工实验,比较研究了超声电火花复合加工装置和普通电火花机床加工大深径比微小深孔的加工效率。实验表明,超声电火花复合加工装置的加工效率更高。研究了超声激励电压、脉冲电流、脉冲宽度以及脉冲间隙等参数对大深径比微小深孔加工效率的影响,得出各参数较优的设置值。根据实验结果可以看出,超声电火花复合加工装置可以有效地加工出直径为0.5mm、深径比为60的微小深孔,适用于难加工材料的大深径比微小深孔加工。 展开更多
关键词 微小深孔 大深径比 超声电火花 压电振子 工件振动
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椭圆振动辅助车削7075铝合金表面微织构及其特性 被引量:8
19
作者 原路生 赵波 +1 位作者 王毅 赵重阳 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第15期1831-1838,共8页
为研究椭圆振动车削技术辅助微织构制备的工艺及其加工后微表面特性,采用椭圆振动原理和微织构的形成原理分析了不同转速和进给速度下的微织构变化规律,进行椭圆振动轨迹测量试验和椭圆振动车削试验,分析了装置振动轨迹、表面形貌、单... 为研究椭圆振动车削技术辅助微织构制备的工艺及其加工后微表面特性,采用椭圆振动原理和微织构的形成原理分析了不同转速和进给速度下的微织构变化规律,进行椭圆振动轨迹测量试验和椭圆振动车削试验,分析了装置振动轨迹、表面形貌、单个微织构几何尺寸及表面粗糙度变化情况。试验结果表明,在切削试验过程中,相比传统车削,由于车刀的空间椭圆运动轨迹,超声椭圆振动车削后表面呈现类椭圆状的微织构凹槽。由理论分析和试验结果得出,随着转速和进给速度的改变,微织构凹槽的几何尺寸、轮廓高度及表面粗糙度均会发生规律性变化。 展开更多
关键词 超声波椭圆振动车削 7075铝合金 微织构形成机理 微织构 表面粗糙度
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纵扭超声铣削残余应力三维有限元仿真与试验 被引量:8
20
作者 牛赢 焦锋 +1 位作者 赵波 王晓博 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第13期224-232,共9页
针对钛合金等航空难加工材料,提出采用纵扭复合超声振动辅助铣削的加工方法以实现压应力抗疲劳制造。根据侧铣-顺铣加工特性,基于热力耦合作用建立了钛合金铣削等效三维有限元仿真模型,有效提高了计算效率,实现了刀具作为载体的纵扭超... 针对钛合金等航空难加工材料,提出采用纵扭复合超声振动辅助铣削的加工方法以实现压应力抗疲劳制造。根据侧铣-顺铣加工特性,基于热力耦合作用建立了钛合金铣削等效三维有限元仿真模型,有效提高了计算效率,实现了刀具作为载体的纵扭超声振动仿真。根据铣削残余应力的形成机理,通过机械应力和热应力的加载-释放,完成了加工残余应力的仿真。利用所建立的有限元模型,从切削力、切削温度以及加工残余应力角度出发,对比分析了传统铣削和纵扭超声铣削的差异性,得出纵扭超声振动能够有效降低切削力和切削温度,增大表面压应力值和压应力层深度。通过试验对纵扭超声铣削等效模型进行了验证,结果表明所建立的三维有限元模型能够以较高的精度对切削力、切削温度和加工残余应力进行预测;进一步通过数值模拟研究了刀具几何参数以及超声表征参数对加工残余应力的影响规律,为实现钛合金的压应力制造奠定了基础。 展开更多
关键词 TI-6AL-4V 纵扭超声铣削 三维有限元模型 模型转换 试验验证
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