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超声辅助金刚石飞切纳米氧化锆陶瓷表面粗糙度研究 被引量:1
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作者 闫艳燕 张琳 张成 《河南理工大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2018年第1期86-90,共5页
为解决硬脆材料超精密加工难题,提出将超声加工与金刚石飞切相结合的方法,对纳米氧化锆陶瓷超声辅助金刚石飞切超精密加工展开研究,首先从理论上,分别对普通金刚石飞切与超声辅助金刚石飞切的加工特点进行分析,建立了2种情况下的理论粗... 为解决硬脆材料超精密加工难题,提出将超声加工与金刚石飞切相结合的方法,对纳米氧化锆陶瓷超声辅助金刚石飞切超精密加工展开研究,首先从理论上,分别对普通金刚石飞切与超声辅助金刚石飞切的加工特点进行分析,建立了2种情况下的理论粗糙度数学模型,分析了各种加工因素对其加工表面粗糙度的影响规律,之后进行对比正交试验,分别分析了主轴转速,进给量以及背吃刀量等加工参数对纳米氧化锆陶瓷已加工表面粗糙度的影响规律,试验结果表明,超声辅助金刚石飞切技术适合于纳米氧化锆陶瓷等硬脆材料的精密超精密加工。 展开更多
关键词 金刚石飞切 超声辅助加工 纳米氧化锆陶瓷 粗糙度模型
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基于灰色-马尔可夫模型的刀具磨损预测 被引量:9
2
作者 张昌娟 焦锋 +1 位作者 赵波 牛赢 《河南理工大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2015年第6期807-812,共6页
为了准确判断和预测激光超声复合超精密车削过程中刀具的磨损状况及磨损趋势,基于激光超声复合超精密车削刀具后刀面磨损试验数据,应用灰色-马尔可夫理论建立了激光超声复合超精密车削刀具磨损量灰色预测模型及灰色-马尔可夫预测模型,... 为了准确判断和预测激光超声复合超精密车削过程中刀具的磨损状况及磨损趋势,基于激光超声复合超精密车削刀具后刀面磨损试验数据,应用灰色-马尔可夫理论建立了激光超声复合超精密车削刀具磨损量灰色预测模型及灰色-马尔可夫预测模型,并对特定切削条件下的刀具磨损量进行了预报。结果表明,两种模型预测值与实测值误差较小,尤其是灰色-马尔可夫模型拟合精度更高,结果更可靠,能更好地满足工程需要。 展开更多
关键词 激光超声复合切削 磨损预测 灰色模型 灰色-马尔可夫模型
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难加工材料精密切削技术研究 被引量:5
3
作者 张昌娟 焦锋 赵波 《工具技术》 北大核心 2015年第9期3-8,共6页
随着材料科学和先进制造技术的发展,难加工材料以其优良的物理机械性能在现代高技术行业的诸多领域得到越来越广泛的应用。针对难加工材料的结构特点,分析了难加工材料的切削加工特性,综述了硬切削加工、超声辅助切削加工、激光加热辅... 随着材料科学和先进制造技术的发展,难加工材料以其优良的物理机械性能在现代高技术行业的诸多领域得到越来越广泛的应用。针对难加工材料的结构特点,分析了难加工材料的切削加工特性,综述了硬切削加工、超声辅助切削加工、激光加热辅助切削加工及热超声辅助切削加工的国内外研究进展,并指出了精密切削应用于难加工材料切削加工时存在的问题及进一步的研究方向。 展开更多
关键词 难加工材料 硬切削 超声辅助切削 激光加热辅助切削 热超声辅助切削
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纤维增强陶瓷基复合材料加工技术研究进展 被引量:9
4
作者 王超 李凯娜 +1 位作者 陈虎 马小民 《航空制造技术》 2016年第3期55-60,共6页
纤维增强陶瓷基复合材料具有高熔点、低密度、耐腐蚀、抗烧蚀以及抗氧化等一系列优点,被列为新一代高温热结构材料的发展重点,在航空、航天、能源等领域具有极大的应用前景。但纤维增强陶瓷基复合材料具有硬度大的特点,其加工是一个难点... 纤维增强陶瓷基复合材料具有高熔点、低密度、耐腐蚀、抗烧蚀以及抗氧化等一系列优点,被列为新一代高温热结构材料的发展重点,在航空、航天、能源等领域具有极大的应用前景。但纤维增强陶瓷基复合材料具有硬度大的特点,其加工是一个难点,主要对纤维增强陶瓷基复合材料的传统加工工艺和特种加工工艺及其研究进展进行了介绍,并对纤维增强陶瓷基复合材料的加工工艺的发展趋势作了展望。 展开更多
关键词 纤维增强陶瓷基复合材料 机械加工 激光加工 超声辅助加工 电加工
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超声辅助加工系统的刀具状态自感知算法
5
作者 桑汉德 陈爽 +2 位作者 张家豪 赵夙 李荣和 《应用声学》 CSCD 北大核心 2023年第4期746-755,共10页
超声波振动台内含压电材料,可以拾取切削过程产生的振动信号,实现不借助外部传感器刀具工作状态的自感知。为了从刀具振动信号中获取有效信息,该文提出一种基于经验模态分解的时频域重构算法。首先,采用经验模态分解算法将原始信号分解... 超声波振动台内含压电材料,可以拾取切削过程产生的振动信号,实现不借助外部传感器刀具工作状态的自感知。为了从刀具振动信号中获取有效信息,该文提出一种基于经验模态分解的时频域重构算法。首先,采用经验模态分解算法将原始信号分解,得到多个固有模态函数分量和残差分量;其次,计算原始信号与各分量之间的时频域互相关系数;再次,归一化时频域互相关系数作为权重值,将固有模态函数分量和残差进行重构;最后,通过数值仿真和超声辅助加工实验,验证了基于经验模态分解的时频域重构算法的去噪性能,提取了信噪比为5.03 dB的目标信号,从而实现了超声辅助加工系统的自感知功能。 展开更多
关键词 超声辅助加工 自感知技术 经验模态分解 互相关系数 时频域权重
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氮化铝陶瓷的椭圆超声辅助固结磨粒抛光研究 被引量:2
6
作者 李庚卓 吴勇波 汪强 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2022年第8期64-68,75,共6页
氮化铝陶瓷因其良好的导热性、与硅接近的热膨胀系数和优异的机械强度等优点,作为高集成度和高功率器件封装最理想的载板材料而广受关注,在航空航天、汽车、芯片和国防军工中有着良好的应用前景。目前使用最广泛的氮化铝陶瓷载板平坦化... 氮化铝陶瓷因其良好的导热性、与硅接近的热膨胀系数和优异的机械强度等优点,作为高集成度和高功率器件封装最理想的载板材料而广受关注,在航空航天、汽车、芯片和国防军工中有着良好的应用前景。目前使用最广泛的氮化铝陶瓷载板平坦化方法主要是研磨和抛光,然而其游离磨粒的特性导致了材料去除率偏低,加工效率遭遇瓶颈,此外,其磨浆中的化学物质也会造成环境成本的提高。为了进一步提高氮化铝陶瓷的抛光效率,解决环境不友好问题,首先采用陶瓷结合剂固结磨粒磨具开展氮化铝陶瓷的干式固结磨粒抛光试验,结果表明,固结磨粒抛光可以获得更高的材料去除率,但排屑困难会导致表面完整性的恶化。针对这一情况,随后采用了在干式抛光过程中对磨具施加椭圆超声振动的方法,试验结果证明椭圆超声振动对排屑有促进作用,有利于提高抛光质量和材料去除效率。 展开更多
关键词 氮化铝陶瓷 研磨和抛光 固结磨粒抛光 超声辅助加工 椭圆超声振动
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多场辅助精密机械加工技术现状与展望
7
作者 吴勇波 郭子睿 《电加工与模具》 2022年第5期1-16,共16页
为突破切削、磨削、抛光等传统机械加工工艺在新型难加工材料加工中遇到的效率、精度及刀具寿命方面的瓶颈,近年来超声振动、电/磁流变、激光、等离子体、电化学、固相化学反应等物理化学能场被引入其中,可提高加工精度、效率及刀具寿... 为突破切削、磨削、抛光等传统机械加工工艺在新型难加工材料加工中遇到的效率、精度及刀具寿命方面的瓶颈,近年来超声振动、电/磁流变、激光、等离子体、电化学、固相化学反应等物理化学能场被引入其中,可提高加工精度、效率及刀具寿命。基于对多能场辅助机械加工基本概念的说明,介绍了各方法的基本加工原理和特性,并总结了研究现状和展望了未来趋势。 展开更多
关键词 多场辅助加工 超声辅助加工 激光辅助加工 电/磁流变 极低温冷却
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超声振动辅助单晶硅划片的锯切力研究 被引量:2
8
作者 李政材 王江全 沈剑云 《声学技术》 CSCD 北大核心 2016年第4期331-335,共5页
采用金刚石超薄锯片对单晶硅划片的工艺会在划片时产生较大锯切力,从而导致较大的崩边损伤。而旋转超声辅助加工由于超声振动的作用可以减小加工时所产的切削力,同时获得较好的加工精度,越来越广泛地应用于硬脆材料的加工中。为了验证... 采用金刚石超薄锯片对单晶硅划片的工艺会在划片时产生较大锯切力,从而导致较大的崩边损伤。而旋转超声辅助加工由于超声振动的作用可以减小加工时所产的切削力,同时获得较好的加工精度,越来越广泛地应用于硬脆材料的加工中。为了验证超声辅助对单晶硅划片中锯切力的作用,在实验中将超声振动添加到锯片上,使其产生径向的振动来完成对单晶硅的划片。并通过对比有超声振动辅助与无超声振动辅助的单晶硅划片的锯切力,对超声振动辅助划片中锯切力的特点进行分析。实验结果表明,超声辅助划片所产生的锯切力比无超声辅助划片所产生的锯切力小,说明超声振动的添加可以降低锯切力。同时在超声划片中产生的崩边要小于非超声加工条件下的崩边情况,说明超声振动降低锯切力可抑制硅片的崩边。 展开更多
关键词 超声辅助加工 单晶硅 划片 锯切力
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工业陶瓷超声辅助加工技术研究 被引量:1
9
作者 孙增光 王运生 +5 位作者 姜立平 李乐正 徐晓飞 闫诊 尹昊 安波 《现代技术陶瓷》 CAS 2022年第2期138-150,共13页
陶瓷材料具有耐高温、硬度高、绝缘性好的优良性能,在航空航天、军事医疗、电子信息等领域具有广泛的应用。旋转超声辅助加工的刀具磨损小、材料去除率高、加工精度高,在工业陶瓷精密加工领域取得了较好的运用。本文以常用的石英陶瓷和... 陶瓷材料具有耐高温、硬度高、绝缘性好的优良性能,在航空航天、军事医疗、电子信息等领域具有广泛的应用。旋转超声辅助加工的刀具磨损小、材料去除率高、加工精度高,在工业陶瓷精密加工领域取得了较好的运用。本文以常用的石英陶瓷和氮化硅陶瓷为加工对象,进行了表面磨削及钻孔试验研究,通过宏观形貌观察、测量表面粗糙度值、工件及刀具微观形貌分析,确定了PCD砂轮结合超声辅助磨削加工,可以得到较好的表面加工质量。开展了石英陶瓷凹槽面、平面及过渡面的磨削加工试验,取得了较好的表面形貌;利用不同类型的砂轮加工氮化硅陶瓷孔,从而确定高强度的金刚石磨头是加工硬性材料的最优砂轮。 展开更多
关键词 石英陶瓷 氮化硅陶瓷 超声辅助加工 PCD砂轮
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基于WPT技术的超声辅助加工系统研究进展 被引量:1
10
作者 许磊 李鹏南 +2 位作者 邱新义 牛秋林 李常平 《宇航材料工艺》 CSCD 北大核心 2017年第5期1-6,共6页
对超声辅助加工技术及WPT技术进行了分析归纳,总结了国内外目前有关WPT超声辅助加工系统的研究成果,提出共振式无线电能传输技术可能是超声辅助加工领域一种更为灵活、更为理想的供电模式的想法。
关键词 超声辅助加工 WPT 先进材料 难加工
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考虑负载切换的超声加工振动建模与控制 被引量:1
11
作者 张建国 隆志力 +2 位作者 李祚华 邹建军 杨宇辉 《电加工与模具》 2017年第4期43-47,共5页
通过建立换能器和负载的等效M-C-K数学模型,分析了负载对超声波换能器的动态影响,并在Matlab软件中建立换能器的传递函数与仿真模型。提出了PID和H∞振动控制算法,其是建立在Matlab的Simulink仿真。通过对比分析发现,PID和H∞算法可实... 通过建立换能器和负载的等效M-C-K数学模型,分析了负载对超声波换能器的动态影响,并在Matlab软件中建立换能器的传递函数与仿真模型。提出了PID和H∞振动控制算法,其是建立在Matlab的Simulink仿真。通过对比分析发现,PID和H∞算法可实现准确、快速的控制效果。最后,对理论和仿真计算进行了实验验证。 展开更多
关键词 超声波换能器 负载切换 振动控制器 超声辅助加工
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Nomex蜂窝材料超声辅助加工圆盘刀的设计和工艺特性研究 被引量:1
12
作者 尚文军 冯平法 +4 位作者 查慧婷 徐捷 颜键辉 刘世杰 冯峰 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2021年第23期68-74,共7页
通过有限元仿真技术研究了圆盘刀的外径、楔角和厚度3个因素对超声辅助加工系统的模态和谐振频率的影响规律;搭建了Nomex蜂窝材料工艺试验平台,开展了普通加工和超声辅助加工的对比试验,以切削力和表面质量为评价指标,分析了不同加工参... 通过有限元仿真技术研究了圆盘刀的外径、楔角和厚度3个因素对超声辅助加工系统的模态和谐振频率的影响规律;搭建了Nomex蜂窝材料工艺试验平台,开展了普通加工和超声辅助加工的对比试验,以切削力和表面质量为评价指标,分析了不同加工参数下超声振动作用对Nomex蜂窝材料加工效果的改善程度。结果表明,系统的谐振频率随圆盘刀的外径增大而减小,随厚度增加而增大,随楔角增大而减小,其中刀具外径和厚度的影响程度较大,可通过调整刀具外径和厚度进行系统频率的设计;楔角的大小影响刀具锋利度和刀具强度,应选择合适的楔角。超声辅助加工中的平均切削力比普通加工的平均切削力在刀具切宽方向和进给方向上分别降低了34.9%和50.5%,超声辅助加工的材料表面更加平整,毛刺更少,毛刺长度更短。 展开更多
关键词 Nomex蜂窝材料 超声辅助加工 圆盘刀 刀具设计 工艺特性
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整体超硬刀具与超声变幅杆热装过盈连接修形设计
13
作者 马付建 张旭 +3 位作者 刘彦奎 王紫光 刘宇 尹剑 《机床与液压》 北大核心 2021年第22期91-96,共6页
针对刀具与超声变幅杆进行热装过盈连接设计,并对连接部位修形设计进行研究。根据过盈配合理论设计刀具与超声变幅杆热装过盈连接的配合公差及装配加热温度。建立采用全圆弧母线修形和对数母线修形的修形模型,分别研究2种修形方法及其... 针对刀具与超声变幅杆进行热装过盈连接设计,并对连接部位修形设计进行研究。根据过盈配合理论设计刀具与超声变幅杆热装过盈连接的配合公差及装配加热温度。建立采用全圆弧母线修形和对数母线修形的修形模型,分别研究2种修形方法及其组合修形的应力分布规律。结果表明:刀具外圆面的修形量为8μm和变幅杆内孔的修形量为10μm的全圆弧母线修形及载荷修正系数m为0.2的对数母线修形,均可实现较好的修形效果;载荷修正系数m为0.2的对数母线与修形量为6μm的全圆弧母线组合修形,可实现刀具和变幅杆热装过盈连接时不出现应力集中现象,且具有较长的有效接触长度,修形效果最佳。 展开更多
关键词 超硬刀具 超声辅助加工 过盈连接 应力集中 修形技术
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陶瓷坯体的旋转超声辅助加工实验研究 被引量:1
14
作者 徐晗 谭聪 +3 位作者 沈国浪 李晓高 王兴国 张银龙 《陶瓷学报》 CAS 北大核心 2023年第5期988-994,共7页
利用金刚石工具头高速旋转和超声频辅助轴向振动的加工方法铣削陶瓷坯,以加工工艺中的四个重要工艺参数(有无超声加工、主轴转速、进给速度和不同素烧温度的陶瓷坯)为实验因素,以轴向切削力为评判指标,采用等水平正交试验方案,研究各个... 利用金刚石工具头高速旋转和超声频辅助轴向振动的加工方法铣削陶瓷坯,以加工工艺中的四个重要工艺参数(有无超声加工、主轴转速、进给速度和不同素烧温度的陶瓷坯)为实验因素,以轴向切削力为评判指标,采用等水平正交试验方案,研究各个加工参数对陶瓷坯加工质量的影响规律,从而得出陶瓷坯旋转超声加工参数的最优组合。试验结果表明:进给速度和超声加工的有无对轴向切削力的影响最大,陶瓷坯素烧温度的不同和主轴转速对轴向切削力影响较小。在主轴转速为1600 r·min^(-1)、进给速度为40 mm·min^(-1)和素烧温度为600℃的旋转超声加工条件下,轴向切削力最小,加工表面最好,加工效果最佳。 展开更多
关键词 陶瓷坯 旋转超声辅助加工 工艺参数 正交试验
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陶瓷材料旋转超声辅助加工设备的结构优化 被引量:1
15
作者 谭聪 沈国浪 +1 位作者 李晓高 王兴国 《陶瓷学报》 CAS 北大核心 2022年第4期706-712,共7页
陶瓷材料因其优异的热稳定性、绝缘性和耐磨性被广泛应用于各行各业当中,但在加工时存在加工效率低和加工精度差等缺点,急需一种磨削加工工艺方法和装备以满足当前需求。旋转超声辅助加工是解决上述缺点的一种先进技术,但在装备设计时... 陶瓷材料因其优异的热稳定性、绝缘性和耐磨性被广泛应用于各行各业当中,但在加工时存在加工效率低和加工精度差等缺点,急需一种磨削加工工艺方法和装备以满足当前需求。旋转超声辅助加工是解决上述缺点的一种先进技术,但在装备设计时易忽略前盖板凹槽、后盖板倒角和工具头等零件尺寸,从而影响旋转超声振动系统的振频和振幅,致使加工效果欠佳。根据牛顿定律,设计出旋转超声振动系统的外形尺寸,利用有限元方法分析了前盖板、后盖板和工具头等零件尺寸参数对旋转超声振动特性的变化规律。结果表明,当工具头位置距离为6 mm,前盖板凹槽宽度为14 mm,后盖板无倒角时,旋转超声振动系统的频率为20.5 kHz,工具头末端的振幅为21.346μm,此时加工性能达到最优。 展开更多
关键词 陶瓷材料 旋转超声辅助加工 结构优化 有限元分析
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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
16
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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超声加工在齿轮抗疲劳制造中的研究综述与展望 被引量:13
17
作者 别文博 赵波 +2 位作者 王晓博 陈凡 张跃敏 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期35-51,共17页
深入分析齿轮在超声加工下的表面完整性对齿轮抗疲劳性能的影响,促进超声加工在齿轮抗疲劳制造中的应用。基于超声加工的优势,分别对目前应用于齿轮加工中的超声滚齿、超声研齿、超声电化学齿轮加工和超声珩齿加工等方法进行综合分析。... 深入分析齿轮在超声加工下的表面完整性对齿轮抗疲劳性能的影响,促进超声加工在齿轮抗疲劳制造中的应用。基于超声加工的优势,分别对目前应用于齿轮加工中的超声滚齿、超声研齿、超声电化学齿轮加工和超声珩齿加工等方法进行综合分析。基于残余应力和表层组织可控的齿面加工机理,结合超声加工在表面改性技术和表面强化方面的应用,分别对在齿轮等构件中的超声冲击、超声喷丸和超声深滚强化技术进行分析。与传统齿轮加工方法相比,经过超声加工后,齿轮的表面粗糙度大幅度降低,齿面的微观形貌得以改变,表面质量显著提高。经过超声强化后的齿轮表面,表层引入了高幅值、大深度的残余压应力,表面层得到硬化,在一定程度上对裂纹的扩展起到了抑制作用,工件的抗疲劳强度得以提高,从而提高齿轮的抗疲劳能力。鉴于此,超声加工不仅可以为齿轮的抗疲劳制造提供一种新的精密高效的加工方法,而且对我国高性能齿轮制造理论的完善与工艺技术的进步具有重要意义。 展开更多
关键词 齿轮 表面完整性 抗疲劳制造 超声加工
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Recent advances in ultrasonic-assisted machining for the fabrication of micro/nano-textured surfaces 被引量:7
18
作者 Shaolin XU Tsunemoto KURIYAGAWA +1 位作者 Keita SHIMADA Masayoshi MIZUTANI 《Frontiers of Mechanical Engineering》 SCIE CSCD 2017年第1期33-45,共13页
In this paper, the state of art of ultrasonic- assisted machining technologies used for fabrication of micro/nano-textured surfaces is reviewed. Diamond machining is the most widely used method in industry for manufac... In this paper, the state of art of ultrasonic- assisted machining technologies used for fabrication of micro/nano-textured surfaces is reviewed. Diamond machining is the most widely used method in industry for manufacturing precision parts. For fabrication of fine structures on surfaces, conventional diamond machining methods are competitive by considering the precision of structures, but have limitations at machinable structures and machining efficiency, which have been proved to be partly solved by the integration of ultrasonic vibration motion. In this paper, existing ultrasonic-assisted machin- ing methods for fabricating fine surface structures are reviewed and classified, and a rotary ultrasonic texturing (RUT) technology is mainly introduced by presenting the construction of vibration spindles, the texturing principles, and the applications of textured surfaces. Some new ideas and experimental results are presented. Finally, the challenges in using the RUT method to fabricate micro/ nano-textured surfaces are discussed with respect to texturing strategies, machinable structures, and tool wear. 展开更多
关键词 ultrasonic-assisted machining textured sur-face micro/nano-structures functional performance
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表面纳米化对材料性能影响的研究进展与展望 被引量:3
19
作者 牛赢 王壮飞 +2 位作者 孙海猛 楚帅震 焦锋 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期15-30,共16页
工程零部件失效常源于表面,微组织结构显著影响甚至决定工程零部件使役性能,表面纳米化技术可诱导材料微组织结构变化产生纳米晶结构表面层,增大表层残余压应力,对材料性能有极其重要的影响。首先综述了表面纳米化诱导微组织结构变化的... 工程零部件失效常源于表面,微组织结构显著影响甚至决定工程零部件使役性能,表面纳米化技术可诱导材料微组织结构变化产生纳米晶结构表面层,增大表层残余压应力,对材料性能有极其重要的影响。首先综述了表面纳米化诱导微组织结构变化的过程及机理,诱导材料产生晶粒细化、位错运动、残余压应力增大、相变等微观变化,诱因有塑性变形、温度变化、元素渗入等。其次归纳了表面纳米化对材料性能的影响及其机理,上述微观变化对材料疲劳强度、耐腐蚀性、摩擦磨损性能、生物学性能等产生显著影响。总结了各个典型表面纳米化工艺的特点,相比于其他表面纳米化技术,超声振动辅助加工具有不需引入其他元素、不污染环境、原理简单、高速高质量、成本低廉、可依托于各种传统加工工艺等优势,对材料摩擦磨损性能、疲劳性能、生物学性能、表面浸润性和耐腐蚀性等具有积极作用。最后对表面纳米化工艺的未来发展做了展望,其中针对性分析了超声振动辅助加工。针对纳米晶结构表面层的数字化仿真模拟极其匮乏这一现状,将模拟仿真与试验相结合,分析微组织结构与加工参数、微组织结构与材料性能的映射关系并建立模型直观反映尚需更全面系统的研究。材料的某些性能可能不会同时达到最优值,依托于上述模型的综合评价体系有待建立,纳米晶结构表面层基于相变动力学的高温稳定性等仍需深入分析探索。超声振动辅助加工技术的关键制约因素有待完善,新材料的开发和技术手段的改进都是重要研究内容。超声振动辅助加工与其他表面纳米化方法组合使用是可探讨研究之处,优势互补或许可进一步诱导产生更优异的材料性能。 展开更多
关键词 表面纳米化 纳米晶结构表面层 材料性能 超声振动辅助加工
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超声加工制备表面微织构及使役性能研究进展 被引量:3
20
作者 别文博 赵波 +3 位作者 陈凡 王晓博 赵重阳 牛赢 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2023年第4期401-416,共16页
超声加工作为一种调控外部能量输入的有效途径,被广泛应用于表面成形改性制造中,通过对界面能量的精准调控,可以实现表面微织构的制备。为促进超声加工技术在表面微织构制备及提高零件使役性能方面的应用,首先,对目前表面织构制备的方... 超声加工作为一种调控外部能量输入的有效途径,被广泛应用于表面成形改性制造中,通过对界面能量的精准调控,可以实现表面微织构的制备。为促进超声加工技术在表面微织构制备及提高零件使役性能方面的应用,首先,对目前表面织构制备的方法进行对比分析,重点对超声微织构制备的加工方法进行综合评述,分别从不同的振动形式及超声维数分析超声车削、铣削、磨削及超声强化制备表面微织构的特点,并就各工艺应用的局限性及亟须解决的关键问题进行总结。其次,根据各加工工艺制备的表面微织构,分别从摩擦性能、润湿性能及结构色调控等使役性能方面进行分析,主要对表面织构的摩擦磨损、摩擦系数、承载能力、接触性能和光学性能调控等内容进行阐述,结果表明超声加工制备的表面微织构在一定程度上能够提高零件耐磨性,改善表面的亲疏水状态,并能够获得相关的光学功能特性。最后,鉴于目前研究过程中有待深入的方面,对超声加工表面微织构的制备及使役性能进行展望。 展开更多
关键词 超声加工 表面微织构 使役性能 摩擦性能 润湿性能
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