超声纵扭振动钻削光学玻璃材料边缘破损的试验研究 被引量：2

1

作者 高国富 车鹏 《工具技术》 北大核心 2016年第10期50-53,共4页

光学玻璃的脆性较大、硬度大以及强度高,在传统孔加工中极易产生边缘破损。本文设计了超声纵扭振动钻削装置,采用上压板与下支撑板的新装夹方式,给出了孔口崩边程度的评价指标。试验结果表明,当转速为4500r/min、振幅为6μm、进给速度为... 光学玻璃的脆性较大、硬度大以及强度高,在传统孔加工中极易产生边缘破损。本文设计了超声纵扭振动钻削装置,采用上压板与下支撑板的新装夹方式,给出了孔口崩边程度的评价指标。试验结果表明,当转速为4500r/min、振幅为6μm、进给速度为3mm/min时,孔口加工质量较高。 展开更多

关键词 光学玻璃 超声纵扭振动 边缘破损 入口崩边

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超声纵扭-低频扭转复合振动攻丝实验

2

作者 韩凤起 张德远 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1077-1084,共8页

针对钛合金低频扭转振动攻丝效率偏低的问题,提出了超声纵扭-低频扭转复合振动攻丝方法。进行了超声纵扭振动攻丝实验、不同切削液的复合振功攻丝实验和变参数复合振动攻丝实验,研究复合振动攻丝的工艺效果及参数变化的影响规律。实验... 针对钛合金低频扭转振动攻丝效率偏低的问题,提出了超声纵扭-低频扭转复合振动攻丝方法。进行了超声纵扭振动攻丝实验、不同切削液的复合振功攻丝实验和变参数复合振动攻丝实验,研究复合振动攻丝的工艺效果及参数变化的影响规律。实验结果表明:超声纵扭振动增强了切削液的润滑效果,降低了攻丝扭矩,与普通连续攻丝相比,M3螺纹孔的超声纵扭振动攻丝可降低攻丝扭矩约18%;在所选参数范围内,与低频扭转振动攻丝相比,复合振动攻丝最大可降低攻丝扭矩约30%;复合振动攻丝降低攻丝扭矩的效果,随净切削量、主轴转速的增大和回退量的减小而降低。 展开更多

关键词 振动攻丝 超声纵扭振动 低频扭转振动 攻丝扭矩 切削液润滑

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基于灰色关联分析方法和熵权法的纵扭超声振动螺旋磨削制孔工艺参数优化

3

作者 林佳杰 魏昕 杨宇辉 《工具技术》 北大核心 2024年第1期38-42,共5页

为优化纵扭超声振动辅助螺旋磨削制孔工艺参数和提高加工性能,以氧化锆陶瓷为研究对象,选取螺距、螺旋进给速度、主轴转速和超声振幅为工艺参数,设计了四因素三水平正交试验,并测量其磨削力、孔壁表面粗糙度和孔底表面粗糙度;借助灰色... 为优化纵扭超声振动辅助螺旋磨削制孔工艺参数和提高加工性能,以氧化锆陶瓷为研究对象,选取螺距、螺旋进给速度、主轴转速和超声振幅为工艺参数,设计了四因素三水平正交试验,并测量其磨削力、孔壁表面粗糙度和孔底表面粗糙度;借助灰色关联分析方法和熵权法得到最优工艺参数为螺距3.5μm,螺旋进给速度875mm/min,主轴转速20000r/min,超声振幅6μm;螺距、超声振幅、主轴转速、螺旋进给速度对灰色关联度的影响程度依次降低。建立了灰色关联度、目标参数与工艺参数的经验预测模型,得到最优工艺参数为螺距3.0μm,螺旋进给速度875mm/min,主轴转速22000r/min,超声振幅6μm;孔壁和孔底的表面粗糙度分别为0.12789μm和0.38137μm,磨削力为9.482N,且关联度略优于正交试验最大关联度。 展开更多

关键词 纵扭超声振动 螺旋磨削 孔加工 灰色关联分析

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碳纤维复合材料纵扭超声振动辅助钻孔仿真研究

4

作者 金杨杨 林锋 王华敏 《工具技术》 北大核心 2024年第1期114-117,共4页

针对碳纤维复合材料(CFRP)钻孔易发生缺陷、孔的质量难保证和效率低等问题,基于Hashin准则和PUCK准则构建碳纤维复合材料本构模型子程序,建立CFRP纵扭超声振动辅助钻孔三维实体有限元模型。与普通钻孔过程的轴向力变化情况进行对比,分... 针对碳纤维复合材料(CFRP)钻孔易发生缺陷、孔的质量难保证和效率低等问题,基于Hashin准则和PUCK准则构建碳纤维复合材料本构模型子程序,建立CFRP纵扭超声振动辅助钻孔三维实体有限元模型。与普通钻孔过程的轴向力变化情况进行对比,分析主轴转速、进给速度、频率、振幅、纤维铺层角度和钻头顶角对轴向力的影响。结果表明:轴向力随进给速度、频率和钻头顶角的增大而增大,随主轴转速增大而减小,随振幅增大先减小后增大,随纤维铺层角度增大先增大后减小。 展开更多

关键词 碳纤维复合材料 纵扭超声振动钻削 有限元仿真 轴向力

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超声纵扭铣削钛合金表面形貌特性及有效性分析 被引量：2

5

作者 李凤琴 赵波 +1 位作者 郝旺身 王晓博 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期677-684,693,共9页

针对钛合金难加工材料在铣削加工过程中表面质量难以控制的问题,提出将超声纵扭复合振动与铣削加工相复合,搭建超声纵扭铣削系统试验平台。从切削速度、每齿进给量、切削深度、超声振幅4个方面进行单因素试验,对比分析超声纵扭铣削和普... 针对钛合金难加工材料在铣削加工过程中表面质量难以控制的问题,提出将超声纵扭复合振动与铣削加工相复合,搭建超声纵扭铣削系统试验平台。从切削速度、每齿进给量、切削深度、超声振幅4个方面进行单因素试验,对比分析超声纵扭铣削和普通铣削加工表面纹理和表面粗糙度,发现超声纵扭铣削产生的表面纹理规则均匀,而普通铣削存在明显的粘连现象并伴有鳞刺产生,超声纵扭铣削时表面粗糙度值明显低于普通铣削加工时表面粗糙度值,进而得出超声纵扭铣削时速度越大、振幅越大,表面粗糙度值越小的结论。重点对表面形貌影响比较大的每齿进给量进行了仿真与试验的对比及有效性分析,结果表明,试验结果与仿真结果趋势一致,与理论分析结果具有较高吻合度,超声纵扭铣削加工的相对误差低于普通铣削加工相对误差,表面加工质量明显高于普通铣削加工表面质量。 展开更多

关键词 超声纵扭振动 铣削 表面形貌 有效性分析

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纵扭超声振动电火花加工微小孔仿真研究

6

作者 刘小振 石一宏 傅波 《机床与液压》 北大核心 2023年第12期157-165,共9页

超声振动电火花加工是一种高效加工微小孔的新型加工方法,能够提高加工效率与精度。对纵扭超声振动电火花加工微小孔进行研究,建立描述电极丝周围间隙工作液流动特性的数学模型,使用Fluent对数学模型进行验证,同时加入切屑,对间隙工作... 超声振动电火花加工是一种高效加工微小孔的新型加工方法,能够提高加工效率与精度。对纵扭超声振动电火花加工微小孔进行研究,建立描述电极丝周围间隙工作液流动特性的数学模型,使用Fluent对数学模型进行验证,同时加入切屑,对间隙工作液运动情况以及排屑情况进行探究。结果表明:在电火花加工时,在电极丝引入纵扭超声振动,流体域有明显的扭转运动,电极丝底部切屑在离心力的作用下,更易从底隙中进入侧隙,随工作液的运动排出孔隙,有效防止底部产生切屑堆积,提高了电火花加工微小孔的精度。 展开更多

关键词 纵扭超声振动 微小孔电火花加工 工作液 流场仿真

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纵扭式超声振动车削不锈钢和钛合金研究

7

作者 郑华强 徐英帅 +2 位作者 张杰 王蓉艳 裴远俊 《机床与液压》 北大核心 2023年第1期42-46,共5页

420马氏体不锈钢与Ti-6Al-4V钛合金是标准的难加工材料,车削时不易获得良好的切削质量,为此在C616普通车床上设计并安装了纵扭超声振动车削系统来提高其车削加工效果。介绍所设计的加工系统,利用该系统对两种难加工材料进行了有无超声... 420马氏体不锈钢与Ti-6Al-4V钛合金是标准的难加工材料,车削时不易获得良好的切削质量,为此在C616普通车床上设计并安装了纵扭超声振动车削系统来提高其车削加工效果。介绍所设计的加工系统,利用该系统对两种难加工材料进行了有无超声振动的切削实验。结果证明:纵扭超声车削相比普通车削,能有效减少表面粗糙度,改变切削速度时表面粗糙度平均可降低约21.42%,改变切削深度时表面粗糙度平均可降低约15.61%,改变进给量时表面粗糙度平均可降低约21.01%;而且可以降低刀具磨损和取得更好的表面形貌和切屑形态,进而使纵扭式超声振动车削的切削质量优于普通车削。 展开更多

关键词 纵扭超声振动车削 表面粗糙度 刀具磨损 表面形貌 切屑形态

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电弧微铸锻增材制造AlMgSc合金纵扭复合超声振动干铣削加工特性研究

8

作者 韩光超 杨家凯 +3 位作者 叶泽玖 徐林红 张海鸥 杨海涛 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第24期2971-2979,2989,共10页

对电弧微铸锻增材制造AlMgSc合金进行纵扭超声复合干铣削加工特性试验研究,探讨超声铣削工艺参数对切削力、表面形貌、加工硬化及刀具磨损等AlMgSc合金干铣削成形特性的影响规律。结果表明:与锻造和常规电弧增材成形铝合金相比,微铸锻... 对电弧微铸锻增材制造AlMgSc合金进行纵扭超声复合干铣削加工特性试验研究,探讨超声铣削工艺参数对切削力、表面形貌、加工硬化及刀具磨损等AlMgSc合金干铣削成形特性的影响规律。结果表明:与锻造和常规电弧增材成形铝合金相比,微铸锻增材制造AlMgSc合金由于具备更加致密的微观组织、更高的强度和硬度而在超声干铣削成形过程中会产生更大的铣削力,更容易发生加工硬化。与常规干铣削相比,采用纵扭复合超声干铣削可以获得更小的表面粗糙度,并有利于减轻刀具磨损。 展开更多

关键词 纵扭超声振动 干铣削 电弧微铸锻增材制造 AlMgSc合金 切削特性

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钛合金钢的纵扭切削加工特征及效果分析

9

作者 凌海明 《设备管理与维修》 2024年第4期118-120,共3页

采用纵向和扭转耦合的超声波耦合作用于切削工艺,构建纵向和扭转耦合作用下的切削实验平台。展开单因素实验,将超声纵扭铣削与普通铣削加工的表面质地以及粗糙度进行比较。结果表明,由超声纵扭铣削所形成的表面质地具有规律、均匀的特点... 采用纵向和扭转耦合的超声波耦合作用于切削工艺,构建纵向和扭转耦合作用下的切削实验平台。展开单因素实验,将超声纵扭铣削与普通铣削加工的表面质地以及粗糙度进行比较。结果表明,由超声纵扭铣削所形成的表面质地具有规律、均匀的特点,而普通铣削会出现显著的粘连现象且伴有鳞刺。纵扭铣刀切削速度越快、振动幅度越大,其表面粗糙度越低,表面处理质量比常规铣削工艺有显著提高。 展开更多

关键词 超声纵扭振动 铣削 表面形貌 有效性分析

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周期性扇形孔结构对斜槽型纵扭复合模态超声振动系统性能的影响

10

作者 林基艳 林书玉 钟兴华 《应用声学》 CSCD 北大核心 2022年第5期688-698,共11页

为了解决基于斜槽结构的模式转换型纵扭复合模态超声振动系统存在的扭转分量较小、纵扭转化效率较低的问题,论文对基于周期性扇形孔和斜槽结构的模式转换型纵扭复合模态超声振动系统进行了研究,主要仿真分析了扇形孔结构参数对基于斜槽... 为了解决基于斜槽结构的模式转换型纵扭复合模态超声振动系统存在的扭转分量较小、纵扭转化效率较低的问题,论文对基于周期性扇形孔和斜槽结构的模式转换型纵扭复合模态超声振动系统进行了研究,主要仿真分析了扇形孔结构参数对基于斜槽结构的模式转换型纵扭复合模态超声振动系统谐振频率、扭转振幅、旋转角度和剪切应力的影响规律,并找到使系统获得最佳纵扭转换效率的扇形孔结构参数,且求解出扇形孔结构的引入对系统性能的改善幅度。 展开更多

关键词 斜槽型纵扭复合模态超声振动系统 周期性扇形孔结构 扭转振幅 旋转角度 剪切应力

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工程陶瓷纵扭复合超声振动螺旋磨削制孔表面质量研究 被引量：2

11

作者 林佳杰 魏昕 +1 位作者 杨宇辉 汪永超 《机电工程》 CAS 北大核心 2020年第7期806-810,共5页

针对工程陶瓷传统磨削制孔存在表面质量较差等问题,对超声振动辅助加工及螺旋加工的工艺优势进行了归纳分析,提出了纵扭复合超声振动螺旋磨削制孔的加工方法。利用超声加工机床和白光干涉仪及马尔表面轮廓仪,对纵扭复合超声加工、纵向... 针对工程陶瓷传统磨削制孔存在表面质量较差等问题,对超声振动辅助加工及螺旋加工的工艺优势进行了归纳分析,提出了纵扭复合超声振动螺旋磨削制孔的加工方法。利用超声加工机床和白光干涉仪及马尔表面轮廓仪,对纵扭复合超声加工、纵向超声加工和普通磨削加工对孔表面质量的影响情况进行了研究;并进一步探究了施加纵扭复合超声振动后超声振幅、螺距、主轴转速、螺旋进给速度对加工孔表面质量的影响规律。研究结果表明:相比纵向超声加工和普通加工,纵扭复合超声加工有利于提高制孔表面质量;纵扭超声螺旋磨削加工超声振幅、螺距对孔底和孔壁表面粗糙度的影响趋势相似,主轴转速及螺旋进给速度对两者表面粗糙度的影响趋势总体上相反。 展开更多

关键词 纵扭超声振动 螺旋磨削 孔加工 表面粗糙度

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斜槽式纵扭超声振动系统的设计与分析 被引量：4

12

作者 刘武 陈涛 刘树良 《机械制造》 2016年第9期15-17,21,共4页

基于声波传播原理,采用传统解析法计算设计斜槽式纵扭超声振动系统。通过有限元软件ANSYS分析了斜槽结构参数对超声振动系统谐振频率的影响规律,同时对超声振动系统进行了瞬态动力学分析,运用Origin软件绘制超声振动系统输出端的运动轨... 基于声波传播原理,采用传统解析法计算设计斜槽式纵扭超声振动系统。通过有限元软件ANSYS分析了斜槽结构参数对超声振动系统谐振频率的影响规律,同时对超声振动系统进行了瞬态动力学分析,运用Origin软件绘制超声振动系统输出端的运动轨迹,验证了所设计的超声振动系统为纵扭超声振动。 展开更多

关键词 斜槽 纵扭超声振动 有限元 谐振频率

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纵扭超声振动电火花微小孔加工研究 被引量：3

13

作者 唐祥龙 傅波 +2 位作者 白志刚 罗经平 周光伟 《机械工程师》 2019年第8期13-15,共3页

针对传统电火花机床加工微小孔时效率较低、深径比较小等问题,提出了将纵扭超声振动与传统电火花加工技术相结合的微小孔加工方案,设计了纵扭超声振动系统,进行了无超声振动铜块微小孔极限深度加工、纵扭超声振动铜块和铝合金块微小孔... 针对传统电火花机床加工微小孔时效率较低、深径比较小等问题,提出了将纵扭超声振动与传统电火花加工技术相结合的微小孔加工方案,设计了纵扭超声振动系统,进行了无超声振动铜块微小孔极限深度加工、纵扭超声振动铜块和铝合金块微小孔极限深度加工实验。结果表明:纵扭超声振动的引入提高了微小孔加工的深径比,同时也提高了加工速度,减少毛刺的产生。 展开更多

关键词 电火花加工 微小孔 纵扭超声振动

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钛合金Ti-6Al-4V纵扭超声铣削残余应力试验研究 被引量：10

14

作者 牛赢 焦锋 +1 位作者 赵波 童景琳 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期41-51,共11页

目的提出将纵扭超声振动和铣削加工相复合,对钛合金Ti-6Al-4V进行试验研究,探索工艺参数对加工残余应力的影响规律,实现钛合金的压应力抗疲劳制造。方法通过试验对比分析了纵扭超声铣削和传统铣削在切削力、切削温度和残余应力的差异性... 目的提出将纵扭超声振动和铣削加工相复合,对钛合金Ti-6Al-4V进行试验研究,探索工艺参数对加工残余应力的影响规律,实现钛合金的压应力抗疲劳制造。方法通过试验对比分析了纵扭超声铣削和传统铣削在切削力、切削温度和残余应力的差异性。采用正交试验和单因素试验相结合的方法,同时考虑因素交互作用,研究了加工参数、冷却润滑条件以及刀具磨损对加工残余应力的影响。结果相较于传统铣削,纵扭超声铣削能够使平均切削力降低约16.3%,切削温度降低约25.6%,表面残余压应力值增加31.3%。在所选参数范围内,径向切深对表面残余应力的影响较大(贡献率为34.1%),而振幅影响较小(贡献率为6.5%)。表面残余压应力值随着铣削速度、每齿进给量以及径向切深的增大有不同程度的降低,随着振幅的增大有一定程度的提高。采用乳化液作为切削液能够提高加工表面的残余压应力值,而干式切削能够获得和在水、油切削液条件下相当的加工表面残余压应力值。工件表面的残余压应力值随着刀具磨损的增加而逐渐减小。结论纵扭超声铣削能够有效降低切削力和切削温度,提高加工残余压应力值,同时选择适当的工艺参数及润滑冷却条件可进一步增大表面压应力值,可作为一种可靠的压应力制造技术。 展开更多

关键词 纵扭超声振动 铣削 TI-6AL-4V 残余应力 加工参数

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纵扭超声铣磨氧化锆陶瓷的进给方向磨削力及实验研究 被引量：1

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作者 李柏林 魏昕 林佳杰 《机械设计与制造》 北大核心 2020年第11期250-253,257,共5页

由于工程陶瓷材料优异的力学性能和物理特性,导致其加工难,加工效率低等特点;基于一维纵向超声振动的基础上加入扭向振动,复合的振动模态同时施加在加工刀具上,因而改变了刀具加工时的运动轨迹,致使其对工件的去除机理产生变化;基于材... 由于工程陶瓷材料优异的力学性能和物理特性,导致其加工难,加工效率低等特点;基于一维纵向超声振动的基础上加入扭向振动,复合的振动模态同时施加在加工刀具上,因而改变了刀具加工时的运动轨迹,致使其对工件的去除机理产生变化;基于材料断裂力学等理论,建立侧面磨粒的磨削力模型,并进行普通磨削加工和纵扭超声磨削加工氧化锆陶瓷表面的测力实验进行验证,实验结果表明:纵扭超声加工的磨削力相比普通磨削加工的磨削力,显著减少且变化规律大致相同。 展开更多

关键词 纵扭超声振动 超声加工 磨削力 测力实验

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超声辅助搅拌摩擦焊仿真分析及实验

16

作者 张轩 刘小振 +1 位作者 吴思楠 傅波 《应用声学》 CSCD 北大核心 2023年第4期683-692,共10页

为解决传统的搅拌摩擦焊工艺存在的轴向压力过大、搅拌头易磨损、焊接表面存在缺陷等问题,设计了一种集搅拌头与夹心式纵扭超声振动换能器为一体的超声辅助搅拌摩擦焊工具头。对超声辅助搅拌摩擦焊工具头进行了模态分析与谐响应分析,确... 为解决传统的搅拌摩擦焊工艺存在的轴向压力过大、搅拌头易磨损、焊接表面存在缺陷等问题,设计了一种集搅拌头与夹心式纵扭超声振动换能器为一体的超声辅助搅拌摩擦焊工具头。对超声辅助搅拌摩擦焊工具头进行了模态分析与谐响应分析,确保换能器结构满足要求。应用仿真软件对超声辅助搅拌摩擦焊进行了流体场、温度场和声场仿真分析,验证了在搅拌摩擦焊过程中加入纵扭超声振动能够增强材料的软化率,提高焊接材料的塑性流动。搭建实验平台,进行了6061铝合金的超声辅助搅拌摩擦焊焊接实验。结果表明,纵扭超声的引入能够提高焊接过程中材料流动性,减小搅拌头的前进阻力和轴向压力,改善焊接表面质量。在焊头转速900 r/min、焊接速度1.4 mm/s、轴向压力2.6 kN、超声功率100 W时,焊接效果最好,能较好地应在铝合金、镁合金等焊接熔点比较低的轻金属焊接之中。 展开更多

关键词 超声辅助搅拌摩擦焊 纵扭超声振动换能器 仿真分析 焊接参数

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纵扭复合超声振动铣削薄板件稳定性研究

17

作者 陈时锦 朱汇 《航空精密制造技术》 2018年第4期8-13,共6页

本文针对超声振动铣削加工薄板件过程中超高频率的切削-分离状态提出了一种改进的半离散法,并通过matlab进行叶瓣图的绘制,结合试验分析了各参数对加工过程稳定性的影响,研究发现纵扭复合超声振动铣削相较于传统铣削具有更好的系统稳定... 本文针对超声振动铣削加工薄板件过程中超高频率的切削-分离状态提出了一种改进的半离散法,并通过matlab进行叶瓣图的绘制,结合试验分析了各参数对加工过程稳定性的影响,研究发现纵扭复合超声振动铣削相较于传统铣削具有更好的系统稳定性,超声波激振频率、振幅和进给速度对稳定性有不同程度的影响。 展开更多

关键词 纵扭复合超声振动 稳定性 半离散法 薄板铣削

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