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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
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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
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超声振动辅助切削加工在难加工材料中的应用
2
作者 董国军 吴孟为 +5 位作者 李晶星 曹永智 方志鸿 郭志清 赖睿达 李文旭 《工具技术》 2025年第8期1-16,共16页
本文对超声振动辅助切削加工技术在航空航天领域难加工材料应用的现状和趋势进行综述。针对钛合金、碳纤维增强复合材料、金属基复合材料及硬脆材料等难加工材料,超声振动辅助切削加工体现出独特的优势。超声振动辅助切削加工通过在刀... 本文对超声振动辅助切削加工技术在航空航天领域难加工材料应用的现状和趋势进行综述。针对钛合金、碳纤维增强复合材料、金属基复合材料及硬脆材料等难加工材料,超声振动辅助切削加工体现出独特的优势。超声振动辅助切削加工通过在刀具或工件上施加超声振动,改变加工轨迹和材料去除机制,能有效提高加工效率,降低切削力,减小刀具磨损,同时提升工件表面质量。最后对超声振动辅助切削加工技术的未来发展进行展望,指出该技术在高端制造领域具有广泛应用潜力。 展开更多
关键词 超声振动辅助切削 加工材料 加工工艺 加工表面质量
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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
3
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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超声椭圆振动切削装置应用研究综述
4
作者 刘志鹏 付秀丽 +3 位作者 蒋振峰 梁新宇 潘延安 潘永智 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第4期87-95,共9页
超声椭圆振动切削(ultrasonic elliptical vibration cutting,UEVC)技术可以获得低表面粗糙度和不同形状的织构,为了满足不同加工需求已经设计并制造了多种类型的UEVC装置。按照激励方式不同对UEVC装置进行分类分析,归纳了谐振型与非谐... 超声椭圆振动切削(ultrasonic elliptical vibration cutting,UEVC)技术可以获得低表面粗糙度和不同形状的织构,为了满足不同加工需求已经设计并制造了多种类型的UEVC装置。按照激励方式不同对UEVC装置进行分类分析,归纳了谐振型与非谐振型UEVC装置椭圆轨迹产生原理,明确各类UEVC装置适用领域,并对UEVC装置进行总结和展望,为后续装置设计与优化提供方向。 展开更多
关键词 超声椭圆振动切削装置 变幅杆 精密加工 模态转化 激励方式
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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
5
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 加工质量
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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
6
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 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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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
7
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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超声辅助/复合多能场加工技术研究综述
8
作者 朱永伟 陈美伶 +2 位作者 韩昇 胡辰 赵建社 《航空制造技术》 北大核心 2025年第1期38-53,共16页
随着科技的飞速进步,难加工材料、异形面零部件得到广泛应用,传统切削技术难以(或不能)解决不断涌现的加工难题。超声、激光、放电及电解加工等特种加工方法可有效解决此类技术难题。单一加工技术各有优点,但均有其局限性,如切削加工高... 随着科技的飞速进步,难加工材料、异形面零部件得到广泛应用,传统切削技术难以(或不能)解决不断涌现的加工难题。超声、激光、放电及电解加工等特种加工方法可有效解决此类技术难题。单一加工技术各有优点,但均有其局限性,如切削加工高硬材料难度大,加工效率及精度差;超声加工只对硬脆性材料效果显著;放电成形及线切割加工总体效率较低且有表面变质层;常规参数电解加工精度不够高且存在环境保护问题。在实践中,将超声效应有效辅助/复合的多能场加工方法具有多技术复合优势。本文针对超声辅助切削、超声辅助激光、超声复合放电、超声复合电解及超声复合机械–电解–放电等多能场加工的机理、技术特点及应用现状进行系统分析与综述。超声辅助切削加工可显著减小切削力、切削热,改善排屑条件,减小(或避免)加工表面缺陷,有效提高加工精度与效率;超声辅助激光加工可有效解决产物排出及表面质量问题;超声复合放电加工可在保证加工精度的同时有效提高加工效率,同时超声的抛磨作用可改善放电加工表面质量;因超声效应可增强和改善电解极间作用效果,提高材料电解去除的非线性,超声复合电解加工在具有较好的加工速度及表面质量的同时,加工精度可得到明显提高;超声复合机械–电解–放电等多能场加工方法的参数相互作用可“存利去弊”,具有多技术复合优势。通过多能场各参数的优化协调,可对不同性能材料与加工要求的难加工零部件实现优化加工。本文对超声辅助/复合多能场加工特点、技术指标及实际应用进行了较系统的归纳与总结,分析其存在问题,探讨有效解决措施,对未来的相关研究工作进行分析与展望。 展开更多
关键词 超声加工 复合电加工 机械–电解–放电 辅助切削 多能场加工
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超声椭圆振动切削难加工材料的研究进展 被引量:1
9
作者 孙玉涵 张艺嘉 +2 位作者 杨延朝 蒋振峰 付秀丽 《制造技术与机床》 北大核心 2024年第1期100-107,共8页
超声椭圆振动切削具有断续切削特性的切削优势,已成为国内外研究及应用的热点,尤其适用于脆性材料、复合材料等难加工材料的高性能制造加工领域。目前该技术的机理及对难加工材料的适配工艺方面仍不成熟,需要进一步地探索和实践。通过... 超声椭圆振动切削具有断续切削特性的切削优势,已成为国内外研究及应用的热点,尤其适用于脆性材料、复合材料等难加工材料的高性能制造加工领域。目前该技术的机理及对难加工材料的适配工艺方面仍不成熟,需要进一步地探索和实践。通过超声椭圆振动切削机理、特性以及对加工表面质量影响因素的分析,阐明了其在加工中低切削温度、低切削力、低损伤、高尺寸精度以及良好表面完整性的独特优势,综述了在塑性材料、脆性材料、复合材料等难加工材料领域的应用,为后续研究超声椭圆振动切削技术提供了参考。 展开更多
关键词 加工材料 超声椭圆振动切削 加工表面质量
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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
10
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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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
11
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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难加工材料超声辅助切削加工技术 被引量:47
12
作者 康仁科 马付建 +1 位作者 董志刚 郭东明 《航空制造技术》 北大核心 2012年第16期44-49,共6页
为了实现难加工材料高质量、高精度、高效率加工,满足不同应用领域难加工材料零件的加工要求,目前,超声辅助切削加工技术通过借鉴其他加工技术的发展经验,正不断向微细化、高效化、精密化、自动化、智能化等方向发展。高性能合金(如高... 为了实现难加工材料高质量、高精度、高效率加工,满足不同应用领域难加工材料零件的加工要求,目前,超声辅助切削加工技术通过借鉴其他加工技术的发展经验,正不断向微细化、高效化、精密化、自动化、智能化等方向发展。高性能合金(如高温合金、钛合金、高强度钢等)、复合材料、硬脆材料(如光学玻璃、工程陶瓷和功能晶体)等先进材料具有优异的性能,在航空、航天、军工。 展开更多
关键词 超声辅助 复合材料结构件 加工材料 复合加工技术 切削加工技术 超声振动 超声振动 钻削技术
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超声波椭圆振动切削提高加工系统稳定性的研究 被引量:37
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作者 马春翔 社本英二 森肋俊道 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期752-756,共5页
切削加工系统稳定性是切削加工中重要问题之一。它不仅影响加工质量和生产率 ,而且还影响刀具和机床寿命 ,特别是对刚度弱的零件精密和超精密切削加工 ,切削加工系统稳定性问题更为突出。本文根据超声波椭圆振动切削原理 ,分析了其动态... 切削加工系统稳定性是切削加工中重要问题之一。它不仅影响加工质量和生产率 ,而且还影响刀具和机床寿命 ,特别是对刚度弱的零件精密和超精密切削加工 ,切削加工系统稳定性问题更为突出。本文根据超声波椭圆振动切削原理 ,分析了其动态背向切削力的特征 ,提出了具有正负脉冲的超声波椭圆振动切削动态背向切削力模型。从切削动力学角度分析了椭圆振动切削对加工系统稳定性的影响 。 展开更多
关键词 振动切削 切削加工 加工系统 切削 超精密切削 刀具 机床 并用 超声 研究
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超声振动切削加工技术的研究进展 被引量:8
14
作者 谢志萍 刘国孝 +1 位作者 刘国忠 张存信 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期133-136,共4页
综述近年来我国超声振动加工技术在超声振动装置、加工刀具和切削机理方面的一些研究成果,以及超声振动切削加工技术在难加工材料加工、深孔钻削、超声复合加工等方面的应用研究进展,并探讨了超声振动技术未来的发展方向与研究重点。
关键词 超声振动技术 切削刀具 加工材料 复合加工 研究进展
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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
15
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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基于纤维增强复合材料的超声振动辅助加工技术综述 被引量:21
16
作者 史振宇 崔鹏 +3 位作者 李鑫 万熠 袁杰 蔡玉奎 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期305-319,共15页
纤维增强复合材料是一类使用范围不断扩大的具有优良机械性能的工程复合材料,但由于其具有各向异性及增强体纤维稳定的理化性能,使得传统金属加工方法很难对纤维增强复合材料进行高质量的加工,特别是对于以芳纶纤维等断裂伸长率较高的... 纤维增强复合材料是一类使用范围不断扩大的具有优良机械性能的工程复合材料,但由于其具有各向异性及增强体纤维稳定的理化性能,使得传统金属加工方法很难对纤维增强复合材料进行高质量的加工,特别是对于以芳纶纤维等断裂伸长率较高的纤维为增强体的复合材料,存在较为严重的撕裂、毛刺和分层等加工缺陷。超声振动辅助加工是一种将超声振动附加在机械加工过程中的加工方式。超声振动的加入可使刀具与工件周期性接触,减小切削阻力,降低切削温度,可在一定程度上提高纤维增强复合材料加工的表面质量,减少加工缺陷。在介绍超声振动辅助技术的分类、系统组成和加工机理,及纤维复合材料表面质量、材料去除、加工机理和加工缺陷的基础上,从套料制孔、螺旋铣孔和轮廓铣削三类常见加工工艺方面,论述了针对纤维复合材料的超声振动辅助切削技术的国内外研究进展。基于纤维复合材料超声振动辅助切削技术的发展状况,从基础理论研究、材料表面改性和新加工工艺探索、超声振动加工系统的开发完善等方面,总结了现有研究和应用中的成果及普遍存在的问题,同时对未来研究的发展趋势做出了展望。 展开更多
关键词 纤维增强 复合材料 超声振动 切削加工 材料去除机理 表面缺陷
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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
17
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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SiCp/Al复合材料超声振动复合切削加工技术研究 被引量:5
18
作者 江希龙 吕宠 肖正航 《航天返回与遥感》 2012年第5期74-81,共8页
SiCp/Al复合材料是具有优良物理、机械性能的难加工材料,常规切削加工存在加工精度及表面质量差的问题。为解决此类材料精密加工问题,采用超声振动复合切削加工方法,设计了专用的超声振动复合切削加工装置,并进行切削加工试验研究。试... SiCp/Al复合材料是具有优良物理、机械性能的难加工材料,常规切削加工存在加工精度及表面质量差的问题。为解决此类材料精密加工问题,采用超声振动复合切削加工方法,设计了专用的超声振动复合切削加工装置,并进行切削加工试验研究。试验结果表明,超声振动切削加工可显著提高SiCp/Al复合材料加工精度及表面质量。 展开更多
关键词 SICP AL 复合材料 超声振动 切削加工
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基于超声振动辅助加工的陶瓷材料磨削力研究 被引量:6
19
作者 陈德根 刘雅荣 《重庆理工大学学报(自然科学)》 CAS 北大核心 2020年第4期115-122,共8页
针对传统切削方式对陶瓷类硬脆材料存在加工困难、废品率高等问题,将超声振动辅助应用于氟金云母磨削加工研究。首先对砂轮侧面磨粒进行动力学特性研究,基于脆性材料断裂力学理论建立超声振动辅助加工磨削力预测模型;然后设计了超声振... 针对传统切削方式对陶瓷类硬脆材料存在加工困难、废品率高等问题,将超声振动辅助应用于氟金云母磨削加工研究。首先对砂轮侧面磨粒进行动力学特性研究,基于脆性材料断裂力学理论建立超声振动辅助加工磨削力预测模型;然后设计了超声振动辅助磨削正交实验和单因素实验方案,对磨削力预测模型进行完善以及合理性验证。研究结果表明:磨削力随着主轴转速和超声振幅的增加逐渐降低,在超声振动的作用下磨削力最多下降了25. 7%;磨削力随着进给速度和磨削深度的增加而升高。通过对磨削力预测值和实验值进行对比,可以看出磨削力预测值变化规律与实验结果基本一致,两者的平均误差在8. 8%左右。 展开更多
关键词 超声振动辅助加工 硬脆材料 磨削力预测
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超声振动辅助切削三维SiCp/Al复合材料温度仿真研究 被引量:4
20
作者 林洁琼 闫东 +2 位作者 卢明明 李家成 高鑫 《制造技术与机床》 北大核心 2023年第1期36-43,共8页
铝基碳化硅(SiCp/Al)复合材料由于优异的性能在航空航天、汽车生产等领域中得到了广泛的应用。为了深入了解超声振动辅助车削SiCp/Al的切削机理,使用有限元仿真软件ABAQUS建立了超声振动辅助车削SiCp/Al的三维仿真模型,并分别对颗粒、... 铝基碳化硅(SiCp/Al)复合材料由于优异的性能在航空航天、汽车生产等领域中得到了广泛的应用。为了深入了解超声振动辅助车削SiCp/Al的切削机理,使用有限元仿真软件ABAQUS建立了超声振动辅助车削SiCp/Al的三维仿真模型,并分别对颗粒、基体及内聚力模型进行定义。针对所建立的三维模型仿真分别分析了不同切削速度、切削深度、刀具振幅以及刀具振动频率的SiCp/Al切削温度。从仿真结果可以看出:超声振动辅助切削SiCp/Al时,SiC颗粒的温度普遍比Al基体的温度要低,切削过程中工件的温度与切削速度、切削深度和刀具的振幅成正比,但是随着刀具振动频率的增加温度反而会降低,另外在剪切带的切削温度最高。 展开更多
关键词 超声振动辅助车削 铝基碳化硅 切削温度 剪切带 三维仿真模型
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