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C_(f)/SiC复合材料超声振动辅助小孔钻削试验研究
1
作者 孙婷 解丽静 +3 位作者 姜佳明 刘桐语 吴嘉祺 王西彬 《工具技术》 北大核心 2025年第6期28-33,共6页
碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料(C_(f)/SiC)是典型的难加工材料。在其上钻削小孔时极易出现制孔缺陷,影响零部件性能及可靠性。因此以ϕ2 mm小孔为研究对象,使用清水作为切削液,研究在常规和超声振动辅助条件下,干钻削、浸水钻削和喷水... 碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料(C_(f)/SiC)是典型的难加工材料。在其上钻削小孔时极易出现制孔缺陷,影响零部件性能及可靠性。因此以ϕ2 mm小孔为研究对象,使用清水作为切削液,研究在常规和超声振动辅助条件下,干钻削、浸水钻削和喷水钻削6种不同钻削加工条件对切削力以及孔加工表面质量的影响规律。研究结果表明,在相同切削参数条件下,常规干钻削的轴向切削力较小,湿式钻削会因水填充材料而使材料综合强度和切削抗力增加。超声振动能够有效降低C_(f)/SiC复合材料钻削中的轴向力和扭矩,对孔出口棱边及孔壁缺陷有一定的抑制作用,超声振动辅助干钻削、喷水钻削以及浸水钻削的平均轴向力分别减小28%,42%和63%,最大扭矩分别减小48%,62%和61%。超声浸水钻削和常规干钻削有较小的切削力和较好的孔加工质量,适合钻削加工C_(f)/SiC复合材料。 展开更多
关键词 C_(f)/SiC复合材料 超声振动辅助钻削 切削力 孔加工质量
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超声振动辅助旋切式电解磨削加工镍基高温单晶合金小孔实验研究
2
作者 陈海升 岳晓明 +2 位作者 张建华 齐世伟 陈永雷 《电加工与模具》 北大核心 2025年第2期73-78,86,共7页
镍基高温单晶合金具有优良的高温性能,广泛用于制造航空发动机和燃气轮机的耐高温零件。采用电火花电解复合加工技术在镍基高温单晶合金上加工小孔存在加工表面质量差、孔径精度低等问题。为此,提出一种超声振动辅助旋切式电解磨削加工... 镍基高温单晶合金具有优良的高温性能,广泛用于制造航空发动机和燃气轮机的耐高温零件。采用电火花电解复合加工技术在镍基高温单晶合金上加工小孔存在加工表面质量差、孔径精度低等问题。为此,提出一种超声振动辅助旋切式电解磨削加工技术,研究了超声振动、磨削和电解等工艺参数对孔壁表面质量和孔径精度的影响。结果表明,经工艺参数优化可得到表面粗糙度≤Ra0.3μm、入口直径为808.596 mm、出口直径为800.082 mm、孔锥度约为0.122°的小孔,实现了镍基高温单晶合金小孔的高品质、高精度加工。 展开更多
关键词 超声振动辅助加工 旋切式电解磨削 镍基高温单晶合金 加工表面质量
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超声振动辅助车削SiCp/Al切屑形成机理及表面粗糙度研究 被引量：1
3
作者 林洁琼 于行 +2 位作者 周岩 谷岩 周晓勤 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期144-156,共13页
目的研究切屑形成机理对加工过程的影响。方法超声振动辅助车削技术通过刀具振动的拟间歇切削特征控制切屑尺寸和切屑形态,从而提高了加工表面质量。针对SiCp/Al复合材料的切屑形成机理,探究常规车削和超声振动辅助车削的切屑形成过程... 目的研究切屑形成机理对加工过程的影响。方法超声振动辅助车削技术通过刀具振动的拟间歇切削特征控制切屑尺寸和切屑形态,从而提高了加工表面质量。针对SiCp/Al复合材料的切屑形成机理,探究常规车削和超声振动辅助车削的切屑形成过程。研究了颗粒分布对第一变形区变形阶段的影响,以及不同加工方式下切削参数对切屑形态的影响。最后,描述了切屑自由表面和刀-屑接触界面的颗粒损伤形式,以直观地描述常规车削与超声振动辅助车削SiCp/Al复合材料加工中切屑的形成过程。结果通过测试加工后工件表面形貌发现超声振动辅助车削的切屑更加连续、切屑尺寸较小的加工表面粗糙度更小,常规车削的表面粗糙度为0.805μm,超声振动辅助车削的表面粗糙度为0.404μm,超声振动辅助车削比常规车削的表面粗糙度降低了49.8%。结论与常规车削相比,超声振动辅助车削有利于减小切屑厚度。超声振动辅助车削得到的切屑更加连续,避免了切屑碎裂,促进了切屑的顺利排出。通过对切屑形态进行研究,选择最优切削参数可以有效提高工件表面质量。 展开更多
关键词 超声振动辅助车削 SICP/AL 切屑形成机理 颗粒损伤 表面完整性 粗糙度
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超声振动辅助切削SiCp/Al复合材料的加工机理及试验 被引量：1
4
作者 林洁琼 吴明磊 +3 位作者 刘思洋 周岩 谷岩 周晓勤 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期182-198,共17页
切削加工过程中材料损伤形式对加工表面质量会产生较大影响,现有仿真分析难以模拟真实颗粒失效行为,通过建立二维微观多相有限元模型能够深入了解材料损伤与表面质量的关系。基于常规切削(Conventional cutting,CC)与超声振动辅助切削(U... 切削加工过程中材料损伤形式对加工表面质量会产生较大影响,现有仿真分析难以模拟真实颗粒失效行为,通过建立二维微观多相有限元模型能够深入了解材料损伤与表面质量的关系。基于常规切削(Conventional cutting,CC)与超声振动辅助切削(Ultrasonic vibration-assisted cutting,UVAC)两种加工方式,通过有限元仿真软件Abaqus对20%SiCp/Al复合材料的切削过程进行仿真模拟,阐释加工过程中刀具与工件的相互作用机理,并在同一参数下验证有限元仿真的准确性。通过设计单因素试验,对比两种加工方式及不同加工参数对切削力和表面粗糙度的影响规律,得出最佳加工参数组合,并对最佳加工参数下表面形貌进行分析。模拟和试验结果表明,SiC颗粒断裂、颗粒耕犁、颗粒拔出以及Al基体撕裂是影响SiCp/Al复合材料加工质量的主要原因,刀具与颗粒不同的相对作用位置会产生不同的损伤形式。与常规切削相比,施加超声振动后可以有效抑制颗粒失效和基体损伤,使加工中的平均切削力(主切削力)降低33%,工件已加工表面粗糙度值最大减小量为531 nm,显著提高了表面质量。所建立的二维微观多相有限元模型,能够有效模拟铝基复合材料的加工缺陷和裂纹损伤问题,对提高难加工材料的高质量表面制备有重要借鉴意义。 展开更多
关键词 超声振动辅助切削 SICP/AL复合材料 加工机理 表面质量 切削力
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超声振动辅助磨削CFRP复合材料薄管撕裂损伤研究 被引量：2
5
作者 康仁科 陆冰伟 +4 位作者 陈凯良 李晟超 戴晶滨 董志刚 鲍岩 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期524-533,540,共11页
针对碳纤维增强复合材料(CFRP)薄管超声振动辅助磨削过程中存在撕裂损伤且形成原因不明确的问题,通过对M55J和T300复合材料薄管开展超声振动辅助磨削试验,探究了超声振幅、进给量及主轴转速对磨削力和撕裂尺寸的影响规律,通过对磨削过... 针对碳纤维增强复合材料(CFRP)薄管超声振动辅助磨削过程中存在撕裂损伤且形成原因不明确的问题,通过对M55J和T300复合材料薄管开展超声振动辅助磨削试验,探究了超声振幅、进给量及主轴转速对磨削力和撕裂尺寸的影响规律,通过对磨削过程的受力分析和对最大未变形切屑厚度的计算,分析了撕裂位置的形成原因和撕裂尺寸的变化规律。结果表明:磨削力随超声振幅的增大而减小,随进给量的增大而增大,与主轴转速的关联性较小;撕裂易出现于CFRP薄管内壁,其长度与高度随超声振幅的增大而减小,随进给量的增大而增大,随主轴转速的增大而减小。 展开更多
关键词 碳纤维增强复合材料 薄管 超声振动辅助磨削 磨削力 撕裂
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大振幅超声振动辅助高速干切装置设计开发与性能测试
6
作者 黄雪峰 曹华军 +2 位作者 张金 宋阳 康信禛 《重庆大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期14-29,共16页
超声换能器是超声振动辅助切削装置的核心部件,为研制适用于高速干切的大振幅超声振动辅助切削装置,需先设计研制超声换能器。基于考虑刀具的二级放大超声换能器设计方法,遵循“变幅杆-超声换能器”一体式设计理念,结合ANSYS有限元软件... 超声换能器是超声振动辅助切削装置的核心部件,为研制适用于高速干切的大振幅超声振动辅助切削装置,需先设计研制超声换能器。基于考虑刀具的二级放大超声换能器设计方法,遵循“变幅杆-超声换能器”一体式设计理念,结合ANSYS有限元软件的模态分析和谐响应分析结果,设计并研制了二级放大超声换能器。根据研制的二级放大超声换能器特性,系统设计并研制与其相匹配的超声波发生器、止转环、输电系统和刀柄壳结构。对二级放大超声换能器进行了阻抗分析和振幅测量等性能测试。对所设计研制的大振幅超声振动辅助高速干切装置开展实验测试分析,探究了其对难加工材料30CrMnSiNi2A加工表面质量的改善程度。结果表明:二级放大超声换能器纵向振动仿真结果与理论设计一致,二级放大超声换能器输出振幅稳定,在50%输出功率下纵振振幅为15.4μm,最大可达25.1μm,且输出振幅与功率百分比呈正相关,性能良好;所研制的大振幅超声振动辅助切削装置可大幅降低进给方向切削力和表面粗糙度,显著提高难加工材料加工表面质量,适用于难加工材料高速干切。 展开更多
关键词 二级放大超声换能器 有限元仿真分析 大振幅超声振动辅助切削装置 振幅 超声振动辅助高速干切
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钴铬钼合金超声振动辅助抛光力与表面质量的探究
7
作者 于保军 吴爽 +2 位作者 辛成磊 贾茹 谷岩 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2024年第3期497-503,共7页
针对钴铬钼合金的难加工性,采用超声振动辅助抛光的加工方法改善其加工效果。根据超声振动装置的运动特性,分析了单磨粒运动速度、单磨粒与工件接触轨迹坐标和单磨粒受力,建立了抛光系统的抛光力预测模型,讨论了主轴转速、进给速度和抛... 针对钴铬钼合金的难加工性,采用超声振动辅助抛光的加工方法改善其加工效果。根据超声振动装置的运动特性,分析了单磨粒运动速度、单磨粒与工件接触轨迹坐标和单磨粒受力,建立了抛光系统的抛光力预测模型,讨论了主轴转速、进给速度和抛光深度对钴铬钼合金表面质量的影响并用实验验证了预测模型的合理性。结果表明:抛光力预测模型和实验的变化趋势一致,抛光力随着主轴转速和抛光深度的增大而增大,随着进给速度的增大而减小。本研究将为超声振动辅助抛光工艺提供理论基础。 展开更多
关键词 超声振动辅助抛光 钴铬钼合金 抛光力 表面质量
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三维超声振动辅助铣磨氧化锆陶瓷的试验研究
8
作者 沈剑云 林少龙 +2 位作者 程家威 吴贤 朱来发 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期27-34,共8页
分析了三维超声振动辅助铣磨(Ultrasonic Vibration Assisted Grinding,UAG)中单颗磨粒的运动学,采用自主搭建的三维超声振动辅助铣磨加工系统,对氧化锆陶瓷进行超声振动辅助铣磨加工试验.在不同超声辅助条件下,对比铣磨氧化锆陶瓷的法... 分析了三维超声振动辅助铣磨(Ultrasonic Vibration Assisted Grinding,UAG)中单颗磨粒的运动学,采用自主搭建的三维超声振动辅助铣磨加工系统,对氧化锆陶瓷进行超声振动辅助铣磨加工试验.在不同超声辅助条件下,对比铣磨氧化锆陶瓷的法向铣磨力、表面粗糙度和工件表面形貌,研究不同加工参数对三维UAG加工过程的影响规律以及三维超声对铣磨过程的影响.研究结果表明,铣磨氧化锆陶瓷时,法向铣磨力随超声辅助加工维度的增加而减小,三维UAG加工可有效降低其铣磨负荷,且加工参数对法向铣磨力降低幅度的影响最小;法向铣磨力降低幅度随进给速度与切削深度的增大而减小,随主轴转速的增大而增大.氧化锆陶瓷工件的表面粗糙度随超声辅助加工维度的增加而降低,表面形貌逐渐呈现更多的塑性划痕,加工参数对三维UAG加工表面粗糙度的影响最小.由此可见,三维UAG加工中,单颗磨粒切削轨迹长度的增大有利于其切削厚度减小,从而降低铣磨力并改善加工表面质量. 展开更多
关键词 超声振动辅助铣磨 氧化锆陶瓷 铣磨力 表面粗糙度
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难加工材料纵扭超声振动辅助铣削加工研究进展
9
作者 牛秋林 戴福朋 +2 位作者 荆露 王星华 刘俐鹏 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1-10,共10页
纵扭复合超声振动辅助铣削(LTUVAM)是在刀具轴向与扭转方向上施加高频微幅振动的一种辅助铣削技术,具有降低切削力与切削热、提高工件表面质量、提高表面残余压应力、减少刀具磨损等诸多优点。本文围绕难加工材料的铣削加工进行了系统... 纵扭复合超声振动辅助铣削(LTUVAM)是在刀具轴向与扭转方向上施加高频微幅振动的一种辅助铣削技术,具有降低切削力与切削热、提高工件表面质量、提高表面残余压应力、减少刀具磨损等诸多优点。本文围绕难加工材料的铣削加工进行了系统综述。在设备制造方面,阐述了纵扭复合超声振动系统的结构设计方法与工作原理;在工艺开发方面,从LTUVAM的切削刃运动轨迹及切削特性入手,分析各类材料的切削加工性能,并总结了LTUVAM的优势及应用。最后,本文对LTUVAM的未来发展趋势进行展望。 展开更多
关键词 纵扭复合超声振动辅助铣削 难加工材料 超声振动系统 切削刃运动轨迹 切削加工特性
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纵扭超声振动辅助铣削60%SiC_(p)/Al多目标参数优化研究
10
作者 牛秋林 戴福朋 +3 位作者 荆露 王星华 刘俐鹏 肖玉斌 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第12期14-26,共13页
针对高体积分数碳化硅颗粒增强型铝基复合材料(SiC_(p)/Al)在铣削过程中加工难度大、表面质量差等问题,提出了纵扭超声振动辅助铣削复合工艺。以超声振幅、切削速度、每齿进给量和切削深度为变量,设计了四因素五水平正交试验。通过响应... 针对高体积分数碳化硅颗粒增强型铝基复合材料(SiC_(p)/Al)在铣削过程中加工难度大、表面质量差等问题,提出了纵扭超声振动辅助铣削复合工艺。以超声振幅、切削速度、每齿进给量和切削深度为变量,设计了四因素五水平正交试验。通过响应曲面法和人工神经网络,建立了切削力、切削温度和表面粗糙度的预测模型,分析了4个参数变量中两个指标的交互影响作用,并对预测模型的准确性进行了对比验证。最后,采用遗传算法对切削力、切削温度和表面粗糙度进行了多目标参数优化。结果表明,响应曲面法与人工神经网络建立的模型均有较好的预测能力,但人工神经网络准确性更高。采用遗传算法优选出的最佳参数组合为超声振幅A=1.84μm,切削速度v_(c)=20 m/min,每齿进给量f_(z)=0.015 mm/z,切削深度a_(p)=0.8 mm,经过验证试验后发现,采用优选参数有效降低了切削力、切削温度和表面粗糙度,各值分别为切削力F_(t)=7.23 N,切削温度T=40.18℃,表面粗糙度R_(a)=2.4673μm,预测误差分别为6.91%、6.53%、2.53%,证明了预测模型的准确性与优化参数的有效性。 展开更多
关键词 纵扭超声振动辅助铣削 响应曲面法 人工神经网络 遗传算法 预测模型 多目标参数优化
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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：6
11
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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高温镁合金板材超声振动辅助剪切工艺参数优化与质量预测 被引量：1
12
作者 王春 马立峰 +1 位作者 贾伟涛 孟月 《精密成形工程》 北大核心 2024年第8期28-40,共13页
目的为实现镁合金板材超声振动辅助剪切过程的工艺参数优化和质量预测,提出了一种多目标优化及决策方法,建立了多目标质量预测模型。方法综合考虑经济成本及断面质量等因素,确定了最大剪切力、塌角宽度和毛刺高度为剪切质量的评价指标... 目的为实现镁合金板材超声振动辅助剪切过程的工艺参数优化和质量预测,提出了一种多目标优化及决策方法,建立了多目标质量预测模型。方法综合考虑经济成本及断面质量等因素,确定了最大剪切力、塌角宽度和毛刺高度为剪切质量的评价指标。依据正交实验结果建立了剪切质量关于各工艺参数的数学响应模型并进行分析,采用改进的多目标灰狼优化(MOGWO)算法进行寻优,利用基于熵权-TOPSIS法对优化后的非支配解进行综合评价,获得了最优工艺参数解。最后基于多输入多输出最小二乘支持向量回归机(MLSSVR),以3个工艺参数为输入、3个评价指标为输出建立了剪切质量预测模型。结果在此范围内,最大剪切力和塌角宽度主要受剪刃间隙和超声振幅的影响,随剪刃间隙的增大而增大,随超声振幅的增大而减小;而毛刺高度则主要受板材温度的影响。在此基础上,根据剪切质量的数学响应模型确定最佳工艺参数为:板材温度为250℃、剪刃间隙为8%板厚、超声振幅为10μm。MLSSVR质量模型精度达95%以上,并且能综合考虑各工艺参数与各评价指标之间的影响,具有较高的预测精度和泛化能力。结论超声振动辅助剪切(UVS)可有效提高板材剪切断面质量,所提方法对于寻求最佳板材剪切工艺参数具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 超声振动辅助剪切 响应面法 多目标优化 改进灰狼算法 最小二乘支持向量回归
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单颗CBN磨粒超声振动辅助磨削AISI 304材料去除机理
13
作者 杨震宇 邹平 +1 位作者 周亮 王安琪 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1011-1019,共9页
为了解释超声作用下磨粒切削材料的去除机理,对单粒磨削过程进行了分析,建立了未变形切削厚度和磨粒与试件的固定速度比(vs/vw)的数学模型.在AISI 304试件上进行了固定速度比的普通磨削(conventional grinding,CG)、切向超声振动辅助磨... 为了解释超声作用下磨粒切削材料的去除机理,对单粒磨削过程进行了分析,建立了未变形切削厚度和磨粒与试件的固定速度比(vs/vw)的数学模型.在AISI 304试件上进行了固定速度比的普通磨削(conventional grinding,CG)、切向超声振动辅助磨削(tangential ultrasonic vibration assisted grinding,TUVAG)以及径向超声振动辅助磨削(radial ultrasonic vibration assisted grinding,RUVAG)的单颗粒试验.结果表明,在固定速度比条件下,试件在CG与TUVAG作用下都是以塑性变形的形式去除,但超声辅助显著提高了材料去除率.试件在RUVAG作用下材料的去除方式与未变形切削最大厚度agmax的值息息相关.agmax小于0.8μm时,试件表现为脆性断裂的形式去除;之后随着agmax逐渐增大,试件转变为塑性变形的形式去除. 展开更多
关键词 单颗CBN(立方氮化硼)磨粒 未变形切削厚度 超声振动辅助磨削 表面形貌 材料去除机理
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SiCp/Al复合材料在常规与超声振动辅助条件的切削过程和表面形成的有限元分析 被引量：2
14
作者 马国红 张加力 +2 位作者 闫帆 施訸曦 刘莉 《制造技术与机床》 北大核心 2024年第4期51-56,共6页
SiCp/Al复合材料是一种典型的难加工的材料,由于其基体中颗粒增强导致常规切削中加工质量差、切削阻力高、加工损伤高,机械加工性差,常规切削已不能满足加工要求。通过切削仿真,对比分析常规与超声振动辅助切削条件下复合材料的切削过程... SiCp/Al复合材料是一种典型的难加工的材料,由于其基体中颗粒增强导致常规切削中加工质量差、切削阻力高、加工损伤高,机械加工性差,常规切削已不能满足加工要求。通过切削仿真,对比分析常规与超声振动辅助切削条件下复合材料的切削过程、SiC颗粒的损伤特性、工件的表面形貌与亚表面损伤。结果表明,相比于常规切削,超声振动辅助切削可以提高复合材料的表面完整性,减少复合材料的亚表面损伤,并且能够提高工件的表面质量。 展开更多
关键词 SICP/AL复合材料 有限元模拟 超声振动辅助切削 切削机理 表面质量
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2.5D C/SiC复合材料超声振动辅助铣削数值模拟研究
15
作者 杨定成 张小冰 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期30-37,共8页
为了揭示2.5D C/SiC陶瓷基复合材料在铣削加工过程中的去除机理及表面损伤特性,开展了其传统铣削和超声振动辅助铣削实验,建立了两类铣削工况下的三维数值模型。结果表明,相对于传统铣削,超声振动辅助铣削在其高频的交变载荷下,降低材... 为了揭示2.5D C/SiC陶瓷基复合材料在铣削加工过程中的去除机理及表面损伤特性,开展了其传统铣削和超声振动辅助铣削实验,建立了两类铣削工况下的三维数值模型。结果表明,相对于传统铣削,超声振动辅助铣削在其高频的交变载荷下,降低材料的微切削厚度,减小材料的变形挠度从而使径向和切向的切削力分别都降低了68%、72%;可有效改善2.5D C/SiC复合材料加工表面损伤,如倾斜断裂面、粗糙断裂面;其加工表面残余压应力明显大于传统铣削;经过实验验证,所建立的数值模型可以有效地模拟材料去除过程和0°、90°纤维的断裂形貌;为2.5D C/SiC复合材料的高效低损伤加工提供了理论依据和指导。 展开更多
关键词 2.5D C/SiC 数值模拟 超声振动辅助铣削 材料去除特性
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2.5D-C/SiC复合材料超声振动辅助磨削力研究
16
作者 李德震 王书海 +3 位作者 郑凯文 陈晗 田川川 周云光 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2024年第7期128-131,共4页
为探究2.5D-C/SiC复合材料超声振动辅助磨削去除机理和磨削力影响规律,首先通过试验分析了2.5D-C/SiC复合材料基体、纬向纤维、经向纤维和钉扎部分的去除机理;然后通过正交试验分析了磨削工艺参数(主轴转速n s、进给速度v_(w)、磨削深度... 为探究2.5D-C/SiC复合材料超声振动辅助磨削去除机理和磨削力影响规律,首先通过试验分析了2.5D-C/SiC复合材料基体、纬向纤维、经向纤维和钉扎部分的去除机理;然后通过正交试验分析了磨削工艺参数(主轴转速n s、进给速度v_(w)、磨削深度a_(p)和超声振幅A)对法向和切向磨削力的影响主次;最后通过单因素试验分析了磨削工艺参数对法向和切向磨削力的影响规律。试验结果表明,材料的去除是基体碎裂、纤维断裂、纤维拨出、界面脱粘等因素的综合作用;法向磨削力的影响主次为:a_(p)>v_(w)>n_(s)>A;切向磨削力的影响主次为:v_(w)>a_(p)>n_(s)>A;磨削力与n_(s)和A成反比,与a_(p)和v_(w)成正比。 展开更多
关键词 磨削 超声振动辅助磨削 磨削力 磨削力影响规律 2.5D-C/SiC复合材料
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碳化硅陶瓷的超声振动辅助磨削 被引量：18
17
作者 刘立飞 张飞虎 刘民慧 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期2229-2235,共7页
采用普通磨削方式和超声振动辅助磨削方式对无压烧结SiC材料进行了磨削工艺实验,对不同磨削方式下磨削参数对磨削力比、表面损伤及亚表面损伤的影响进行了对比研究,并分析了超声振动磨削作用机制。实验结果显示,该实验中SiC材料去除主... 采用普通磨削方式和超声振动辅助磨削方式对无压烧结SiC材料进行了磨削工艺实验,对不同磨削方式下磨削参数对磨削力比、表面损伤及亚表面损伤的影响进行了对比研究,并分析了超声振动磨削作用机制。实验结果显示,该实验中SiC材料去除主要以脆性去除为主,砂轮磨削力比随着磨削深度和进给速度的增加缓慢增加,随着主轴转速的增加略有减小;普通磨削时SiC工件亚表面损伤深度随着磨削深度、进给速度增加逐渐增加,而超声振动辅助磨削变化较小。与普通磨削相比,在相同的磨削参数下,超声振动辅助磨削的高频冲击使材料破碎断裂情况得到改善,且磨削力比减小近1/3,表面裂纹、SiC晶粒脱落、剥落等表面损伤较少,表面损伤层较浅,亚表面裂纹数量及深度都有较大程度降低,可以获得较为理想的表面质量。 展开更多
关键词 碳化硅陶瓷 超声振动辅助磨削 磨削力比 表面损伤 亚表面裂纹
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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：11
18
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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超声振动辅助电火花微孔加工研究进展 被引量：6
19
作者 殷振 张鹏 +5 位作者 于大国 沈兴全 苗情 戴晨伟 张坤 李华 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2022年第8期53-63,共11页
超声振动辅助电火花(UVE)微孔加工作为一种特种复合加工技术,是提高难加工材料微孔加工性能的有效途径之一。在UVE微孔加工中,根据超声振动作用形式不同,可分为电极振动、工件振动和工作液振动3种微孔加工方式。电极振动的UVE微孔加工中... 超声振动辅助电火花(UVE)微孔加工作为一种特种复合加工技术,是提高难加工材料微孔加工性能的有效途径之一。在UVE微孔加工中,根据超声振动作用形式不同,可分为电极振动、工件振动和工作液振动3种微孔加工方式。电极振动的UVE微孔加工中,超声频率一般为20~40kHz,超声振幅为5μm左右,材料去除率可提高40%~60%,可加工深径比最大接近30的微孔。工件振动的UVE微孔加工中,超声频率大多小于30kHz,超声振幅小于10μm,材料去除率可提高40%左右,微孔锥度降低30%左右。工作液振动的UVE微孔加工中,超声频率一般大于40kHz,超声振幅大于5μm,材料去除率最大可提高33倍,孔壁粗糙度可达Ra0.2μm。对3种类型的UVE微孔加工的研究成果进行了总结与分析,探讨了3种类型的UVE微孔加工机理以及存在的问题,对比了3种振动类型的UVE微孔加工特点以及适用范围,并对UVE微孔加工发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 电火花加工 超声振动辅助电火花(UVE) 微孔加工 加工质量 加工机理
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碳纤维增强复合材料超声振动辅助车削有限元仿真 被引量：6
20
作者 路冬 蔡力钢 +1 位作者 程强 李志凯 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第14期110-114,122,共6页
采用Hashin-Damage失效准则建立碳纤维增强复合材料超声振动辅助车削有限元模型,预测超声振动切削过程中切削力变化,将仿真所得切削力平均值与同条件下实验所得切削力平均值比较,验证有限元模型的有效性。将超声振动辅助车削切削力平均... 采用Hashin-Damage失效准则建立碳纤维增强复合材料超声振动辅助车削有限元模型,预测超声振动切削过程中切削力变化,将仿真所得切削力平均值与同条件下实验所得切削力平均值比较,验证有限元模型的有效性。将超声振动辅助车削切削力平均值与普通车削切削力平均值比较,采用超声振动辅助加工手段可明显降低切削力,且随超声振动振幅、频率增加切削力降低。研究超声振幅及频率对复合材料基体破坏及损伤影响表明,随超声振幅及频率增加基体破坏、压溃损伤、开裂损伤程度均降低。 展开更多
关键词 碳纤维增强复合材料 超声振动辅助车削 仿真
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