脆性材料塑性域超声加工综述

脆性材料以其特殊的电、化学、物理性能在电子、光学等产业得到广泛的应用,但由于其硬度高、脆性大,很难满足加工要求。塑性域加工作为目前一种行之有效的方式,得到了广泛研究。振动条件下的加工可以显著扩大塑性域范围,增加临界切削深度。对塑性域加工中的脆塑转变机理、振动条件下的加工过程进行运动学分析,并比较振动条件下加工与普通加工在表面粗糙度、刀具磨损、临界切削深度、最小切削深度方面的区别,最后分析了振动条件下塑性域加工需要满足的条件。     

硬脆材料超声波精密加工机理及影响因素研究

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。     

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。     

高硬脆保形红外整流罩的加工发展现状

高硬脆保形红外整流罩是一类基于高硬脆红外材料而研制的保形结构整流罩,具有优良的机械及气动性能,因此有广泛的应用前景。本文首先系统分析了空空导弹整流罩结构及其材料的发展趋势,即由传统整流罩转向高硬脆性保形红外整流罩;然后介绍了保形红外整流罩的加工研究现状;最后对高硬脆性保形红外整流罩加工工艺研究方面所面临的困难及未来研究前景进行了探讨。     

超声振动辅助磨削技术的现状与新进展

如何实现硬脆性材料的高效率、高质量、高精度加工是现代精密制造领域的技术难题,为解决这一难题超声波振动磨削技术被引入到硬脆性材料的加工中。综述了超声振动磨削技术的现状,基于现有的一维振动磨削与二维振动磨削技术,着重分析了不同超声振动施加方式对磨削力、加工表面完整性、砂轮磨损等加工特性的影响。作为二维振动磨削技术的最新进展,对垂直型椭圆振动磨削技术的加工原理以及加工特性进行初步介绍。     

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%.     

基于旋转声发射的非球面超精密磨削在线监测研究

为探索旋转声发射(AE)在线监测技术在非球面超精密磨削加工中的监测能力,以单晶硅和多光谱CVD硫化锌两种硬脆材料为研究对象,通过非球面磨削正交试验设计,基于旋转声发射传感器研究磨削加工参数对声发射信号幅值的影响规律,探索声发射与超精密磨削加工质量之间是否存在对应关系。研究表明,通过硬件滤波和增强后的声发射均方根值可实现对超精密磨削加工过程的监测,但无法实现对超精密磨削后非球面表面粗糙度的准确预测。     

单晶SiC微切削机理分子动力学建模与仿真研究

单晶SiC硬度高、脆性大,加工困难,在塑性域加工时处于纳米尺度才可明显改善表面质量、获得高的精度。而单晶SiC的切削机理研究使用有限元和实验方法,无法获得时间尺度在飞秒或皮秒下材料发生的变化。为此,采用分子动力学模拟方法,对单晶3C-SiC切削过程进行了建模和仿真,分析了在不同切削速度、切削深度下切削力的变化。研究结果表明：切削速度为50 m/s、100 m/s和200 m/s时对应的平均切向切削力为737.34 nN、635.29 nN和587.09 nN,单晶SiC表面采用合适的切削速度能减小切削过程的切削力。     

金属间化合物的环境敏感脆性

综述了金属间化合物的低温环境敏感氢脆、高温氧脆、脆化机理的国内外最近研究成果,并简单综述环境敏感脆性的改善途径。     

37Mn5连铸坯显微组织及断口形貌研究

针对包钢生产的37Mn5钢连铸坯,在Gleeble-1500D热模拟机上,进行热模拟,分析37Mn5在各温度阶段对应的显微组织;试样断口性质与塑性大小的变化规律;着重研究第Ⅲ脆性区(800～900℃)的脆化原因。试验结果表明:在1300～800℃区间存在两个脆性温度区,第Ⅲ脆性温度域为900～800℃,其Z=60.23%～29.61%;为指导37Mn5管坯钢的生产实践提供理论依据。     

磷酸二氢钾晶体超精密加工存在的若干问题分析

磷酸二氢钾( KDP)晶体作为优质的非线性光学材料，在现代光学领域应用越来越广泛，常用作光学频率转换器件和电光开关元件。KDP晶体具有质软、脆性高和易潮解等不利于光学加工的特点。在国家点火装置(NIF)的研究中，经常采用单点金刚石切削(SPDT)加工KDP晶体以获得超光滑表面。采用单点金刚石切削加工具有强烈各向异性KDP晶体时，选用的背吃刀量和进给量非常小，这时发现切削行为、微切削力的波动和近表层力学性能都随晶体的切削方向的变化而变化。但到目前为止，在文献中很难找到一些关于KDP晶体超精密加工方面的有价值参考数据。着重介绍KDP晶体超精密加工技术的近期发展状况，详细分析KDP晶体超精密加工中存在的若干问题。     

超声局部共振系统设计与试验研究

超声振动加工能明显降低切削力及切削热、减小刀具磨损、提高加工效率,广泛应用于加工硬、脆等难加工材料。为避免刀具负载对谐振频率的影响,利用局部共振理论将振动系统分为变幅杆和工具杆两个子系统分别进行设计。由子系统连接处的输入总阻抗为0进而推导了复杂声学系统的频率方程,计算出振动系统尺寸。计算结果表明：模态分析及实际测量结果与理论偏差小于3%,满足设计要求,验证了局部共振理论设计的合理性;采用该方法设计的声学系统不受刀具本身负载影响,且在加工时力的波动较小,在一定程度上提高了系统稳定性,表明局部共振系统具有良好的加工效果。     

发动机缸套高效超声珩磨的材料去除机理研究

建立了发发动机缸套（塑－脆性材料）高效超声珩磨的材料去除率理论模型，给出普通和超声珩磨的材料去除率公式，分析了超声珩磨材料的高效去除机理。试验验证了理论模型的正确性。研究表明：超声珩磨方法对于不同材料的发动机缸套来说，是一种精密高效的新加工方法。     

碳纤维复合材料的切削加工工艺

进行碳纤维复合材料切削加工时，易产生各种加工缺陷，刀具磨损快，尺寸控制困难，本文通过对碳纤维复合材料的切削；切割等加工工艺的研究，对各种切削刀具的材料、几何角度提出了建议，并推荐了相应的工艺参数。     

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。     

High Speed Lapping of SiC Ceramic Material with Solid (Fixed) Abrasives

An experimental investigation is carried out to machine SiC ceramic material through the method of high speed plane lapping with solid(fixed) abrasives after the critical condition of brittle-ductile transition is theoretically analyzed. The results show that the material removal mechanism and the surface roughness are chiefly related to the granularity of abrasives for brittle materials such as SiC ceramic. It is easily realized to machine SiC ceramic in the ductile mode using W3.5 grit and a high efficiency, low cost and smooth surface with a surface roughness of Ra 2.4nm can be achieved.     

Research on Machined Surface Veins Based on Turn-milling Technology

Turn-milling which history dates from the end of the 20th century is one of the advanced metal cutting technologies. It could precisely machine hard materials as an alternative to turning for certain limitations. A series of orthogonal turn-milling surface veins experiments have been done on the turn-milling machining center by machining aluminum alloy, and then the nexus between the surface veins and the cutting regimes is studied. The mathematical model for surface vein direction angle is established, also the forming mechanics of surface vein direction is analyzed. Its variety regulation presents decreasing trend with as axial feed and cutter rotary speed increasing. For different eccentric distance of orthogonal turn-milling, the surface veins are different.