38CrMnA材料功率超声振动珩磨加工工艺试验

超声振动珩磨是一种新型的、高效的精密加工技术,广泛应用于汽车、坦克发动机缸套或缸体类零部件中。针对特种难加工材料38CrMnA,分别利用超声振动珩磨和普通珩磨进行加工,主要对比了磨削力、磨削区温度、工件表面粗糙度等参数。试验结果表明,超声振动珩磨具有加工效率高、珩磨磨削力小、磨削区温度低、加工精度高等优点,为提高珩磨效率和解决韧性、高硬、高强材料的光整加工开辟了新途径。     

高强度钢超声珩磨的试验及机理研究

本文在自行研制的超声振动珩磨装置基础上对高强度钢深孔进行了超声珩磨和普通珩磨的对比试验研究，通过工件内表面粗糙度、表面形貌的分析，得出了超声珩磨明显优于普通珩磨，并提出了超声振动珩磨独特的加工机理。文中还通过实验得出了超声振动珩磨的谐振频率随负载的增大而增加的结论，这与文献［8］的结论有所不同。     

轴向功率超声珩磨力学模型的建立及仿真

功率超声珩磨技术在发动机缸套的精密加工中能够得到较好的表面质量,其中珩磨力的大小与超声振动特点有关,是影响工件材料去除、磨削热及表面质量的重要因素之一。基于超声珩磨材料去除机理,考虑了油石表面磨粒分布规律,建立了包括材料切屑变形和磨粒与工件摩擦两种情况的超声珩磨力学模型。由力学模型仿真结果可知:功率超声珩磨磨削力与加工参数及加工过程中材料物理变化均有关,特别是材料应变率效应更加明显;在相同加工条件下,超声珩磨磨削力比普通珩磨平均降低50%以上,并且法向力与切向力比值增大,有利于材料的去除;超声振动能够减小磨粒与工件的平均动态摩擦系数,从而减小平均切向摩擦力大小,有利于提高工件表面质量;珩磨深度较主轴转速对珩磨力影响更大,当主轴转速高于620 r/min时,珩磨力开始逐渐减小。     

基于超声振动的镁合金铣削加工仿真与试验研究

在镁合金材料的铣削加工中,通常存在零件变形大、表面质量难以保证等问题,为此,从改变镁合金切削机理的理念出发,提出了一种基于超声振动辅助铣削的镁合金零件铣削加工工艺方法.首先,采用有限元软件ABAQUS,构建了镁合金工件的三维铣削仿真模型;然后,对镁合金工件普通铣削和超声振动铣削过程中,其铣削力和表面应力的变化趋势进行了...     

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。     

在线电解修锐-超声珩磨系统多场耦合机理

提出在线电解修锐(Electrolytic in process dressing,ELID)-超声珩磨系统,根据多场耦合理论对ELID-超声珩磨系统阴阳极之间电解液的液-声耦合机理进行仿真,并与超声珩磨、普通珩磨进行对比试验。仿真结果表明:ELID-超声珩磨系统电解液耦合速度增加不明显,但是局部速度变化剧烈,使得电极附近电解液更新加快,有利于加快电极双电层的反应离子传质过程,加快离子浓度更新速度,加快电极反应过程;耦合压力变化剧烈,使得电解液更新速度进一步加强;多频率仿真结果显示,超声振动频率在20~25 kHz的范围内耦合效果较好。同时指出:电解电流脉冲频率和超声振动频率保持一致时能得到较好的耦合作用。利用仿真得到的电解参数、超声参数及珩磨参数分别对ZrO2陶瓷进行ELID-超声珩磨、超声珩磨及传统珩磨试验。对比试验结果显示,ELID-超声珩磨系统、超声珩磨及传统珩磨加工精度分别为0.5μm、1.0μm和5.0μm;ELID-超声珩磨系统加工精度较传统珩磨提高9倍,较超声珩磨提高1倍;在其他条件不变的情况下,由于ELID-超声珩磨系统采用新型声学系统,使得振幅减小,因此,加工效率增加不显著。该ELID-超声珩磨系统更适于难加工材料的超精密珩磨加工。     

激光超声复合加工硬质合金的切削特性研究

研究了激光加热与超声椭圆振动复合切削条件下,使用CBN(立方氮化硼)刀具对硬质合金材料进行精密加工的切削特性。利用有限元仿真,分析硬质合金材料在普通切削、一维超声振动切削、超声椭圆振动切削与激光超声复合切削4种切削方式下的切削力变化特征。采用超精密车床与YAG激光器、自主研发的超声振动装置等辅助设备,实验研究了激光超声复合精密加工硬质合金的切削特性。通过一系列的对比实验,分析切削参数,如切削速度、切削厚度,对切削力的影响规律。仿真与实验结果表明,由于加工材料的软化和断续切削,激光超声复合辅助加工显著地降低了切削力,硬质合金的切削加工性能得到显著改善,通过工艺参数的优化,可以实现硬质合金的精密加工。     

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.     

AZ91D压铸镁合金超声振动钻削实验

镁合金材料由于特殊的物理性能,传统的机械加工方法很难保证要求的精度和质量,具有一定的局限性。介绍了超声振动钻削镁合金材料的加工机理,通过改变切削速度、进给量、振幅等加工参数,对比分析了超声振动钻削与传统钻削加工工件的孔直线度、孔扩量、毛刺高度、粗糙度、切屑等试验结果,得出超声振动钻削具有较好的加工表面质量和加工效率,对研究镁合金的深加工具有重要的意义。     

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。     

Experimental investigation on surface quality in ultrasonic-assisted honing of 304 stainless steel

Honing is a surface finishing technology, which plays an important role in improving the surface quality and working performance of workpieces. However, with the extensive application of hard-to-machine materials and the increasing requirement for the surface properties of workpieces, the performance of conventional honing (CH) is becoming more and more difficult to meet the production needs. The ultrasonic vibration provides a way to overcome the technological constraints of CH and improve the machined surface properties. To realise the ultrasonic vibration of honing stone, a slotted block horn was used as a vibration transmission component and a supporting component of honing stone in this study. Finite element method was used to analyse and optimise the block horn to improve the uniformity of the amplitude on the output surface, to provide stable and efficient vibration for the honing stone. In this study, the effects of processing parameters on surface roughness in CH and ultrasonic-assisted honing (UAH) of stainless steel SUS304 were studied. The results indicated that the application of ultrasonic vibration in honing made a significant contribution to the formation of a dense punctiform morphology and reduction of the defects of the workpiece surface. Moreover, interactions between ultrasonic vibration, speed of revolution, and honing time in UAH make the changes of surface roughness much different from the CH. On the whole, for UAH, it is a feasible approach to improve the surface roughness by using a smaller amplitude, increasing the speed of revolution appropriately, and extending honing time.     

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。     

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。     

弯曲振动圆盘振动参数设计方法

弯曲振动圆盘作为超声珩磨的重要传声组件，其参数设计好坏对加工效果起着至关重要的作用。文中通过对弯曲振动圆盘固有频率的几种计算方法与实验结果的比较，得出了合适的圆盘振动特性参数计算公式；通过实验，发现圆盘的振动是以弯曲振动为主，且存在一定反射波的迭加；论证了局部共振理论，是复合系统的某些频率与工具杆在固定一自由条件下的谐振频率一致或接近时出现的现象。所获得的结论，对弯曲振动圆盘的尺寸设计和应用具有一定的参考价值。     

有色金属超声珩磨工具设计的关键技术研究

超声振动珩磨加工是实现有色金属内孔表面高精度高效率的有效方法.其关键技术是解决包括超声变幅杆的优化设计、珩磨油石配方的合理设计、有色金属材料珩磨易拉伤、珩磨油易渗入超声系统及油石磨损后不便于快捷更换等问题.针对有色金属超声珩磨在应用过程中所存在的关键问题,进行了深入的研究,并提出问题解决的方法和手段,消除了制约有色金属...     

超声振动珩磨子系统的试验设计方法

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系统的振动模式,提出了确定挠性杆、油石座子系统结构参数的试验设计方法。