国产珩磨机技术改造的新途径：超声波振动珩磨

随着机动车辆的日益增加,对缸体或缸套的珩磨质量提出了更高的要求,目前国内大中型企业多数是引进国外生产线及珩磨机来提高其珩磨质量,对于有些中小企业无力购买昂贵的国外珩磨设备,普遍存在着在国产珩磨机上用碳化硅等普通油石珩磨效率低、精度不稳定等问题,达不到技术要求。如用金刚石、立方氮化阴等超硬磨料油石,又很难解决油石堵塞及划缸现象。采用超声波振动珩磨能很好地解决这些问题,它与普通仅磨相比具有珩磨力小、珩磨温度低、精度高、表面质量高及油石磨损小、效益高等特点。1超声珩磨概述超声振动珩磨是超声振动切削在珩…     

轴向功率超声振动珩磨颤振系统的稳定性分析

内燃机缸套的功率超声振动珩磨加工中,超声珩磨加工系统的自激振动会严重影响缸套的表面加工质量.根据超声珩磨加工机理及动态珩磨厚度分析,建立了超声珩磨颤振系统动力学模型,基于再生颤振理论对超声珩磨颤振系统进行稳定性分析,推导出极限珩磨宽度和主轴转速的相互关系,运用MATLAB对其仿真分析,得出不同刚度、阻尼系数等系统参数和主轴转速、往复速度等加工参数对系统稳定性极限图的影响.分析表明:超声珩磨加工系统在主轴转速低于400 r/min时容易发生颤振;发生颤振的临界珩磨宽度为27 μm;具有较大刚度和阻尼比系数的超声珩磨系统的稳定性较高.     

功率超声珩磨谐振系统电匹配技术研究

针对功率超声珩磨谐振系统阻抗匹配性差的问题,提出了在超声珩磨谐振系统中接入由串联电感和并联电容构成的匹配电路。采用Matlab仿真平台得到了不同参数匹配系统阻抗特性曲线,分析了串联电感、并联电容对系统阻抗、谐振频率的影响规律。在此基础上,采用PV70A阻抗分析仪进行了试验研究。结果表明:仿真结果与试验结果基本吻合,匹配元件参数的合适选择使超声珩磨谐振系统获得了最大效率、最小输出阻抗,接入匹配电路后的超声珩磨谐振系统基本避免了因匹配差引起的加工不稳定甚至无法加工的现象。     

超声加工振动系统波动方程的定解分析

建立超声振动系统的泛定方程,结合线性和非线性边界条件,确定系统的定解.基于波动原理,确定指数型过渡复合变幅杆的泛定方程,设定线性边界条件求解分段线性的非线性方程,推导出指数型过渡复合变幅杆波节点位置和放大系数的一般公式;通过设定非线性边界条件确定系统的非线性动力学模型的定解.并用数据表明,该系统定解正确地表示了超声振动系统的动力学特性和复合变幅杆的波动性质,并为其他超声振动系统提供了理论依据和参考.     

蜗杆式振动珩齿珩磨啮合纹路研究

研究和分析了蜗杆式振动珩齿时,被珩齿轮齿面上的珩磨啮合轨迹,以及在不同珩磨运动参数下,齿面上珩磨啮合纹路的形式。     

超声珩磨作用下磨削液空化泡的共振频率

为揭示超声珩磨加工过程中磨削液空化泡的共振特性,首先利用VHX-600ESO显微镜对油石表面的磨削液进行了微观测量试验,得到了共振状态下的空化泡.基于空化泡的动力学理论,推导出了超声珩磨作用下磨削液中空化泡的共振频率方程.数值模拟了水和煤油中空化泡初始半径、磨削液静压力、气泡内含气压、磨削液温度对空化泡共振频率的影响.通过讨论磨削液中空化泡的振动位移,验证了超声频率与空化泡共振频率的匹配关系.结果表明,水中的空化泡要比煤油中更容易发生共振,这是导致粗珩选择水溶液而精珩选择煤油的一个重要原因.      

功率超声振动系统中横向振动的研究

利用耦合振动理论研究功率超声技术中大尺寸矩形截面振动系统的多维耦合振动,推出了振动系统的频率方程,分析了振动系统中横向与纵向振动之间的相互关系以及横向振动模式的分布情况,计算并测量了考虑横向振动后系统的纵向谐振频率。     

振动钻削中切削力的实验研究系统

讨论了用于研究振动钻削过程的实验研究系统，给出了由此系统所得的实验结果。此系统通过对振动钻削过程中动态切削力的采集及分析处理来研究振动钻削过程，它能够检测出切削过程中出现的异常状态，并可实现对振动钻削过程的监控。     

强力珩磨温度的试验研究

论述了珩磨温度的测试原理和方法,设计制造了遥测温度装置,并试验研究了珩磨工艺参数对珩磨温度的影响。结果表明,珩磨温度的测量原理和方法是可行的,强力珩磨温度约在160—200℃,比普通珩磨高;珩磨区温度主要受珩磨压力的影响。     

压电式超声振动切削系统的研究

分析了超声振动切惧的振动规律，提出了采用高铲的压电换有器以及直接驱动 的新式振动切削系统进行精密切削的新方法，并分析了该系统级联晶片的振动特性和电路匹配问题，实验结果表明，该系统能有效地提高机械提高机械精密加工表面质量和精度。     

超声振动车削系统组合共振设计法

采用机械阻抗法建立了超声车削系统的组合共振基本方程．通过改变单个部件的几何参数研究了超声车削系统中单个部件固有频率变化对整体系统固有频率的影响，分析结果和实验基本吻合．按上述方程建立的超声车削系统得到了良好的共振效果．     

超声波复合振动加工机理及应用的研究

在超声波复合振动机理的基础上，分别对纵向振动和两种横向振动组成的Ⅰ型、Ⅱ型超声波复合振动的加工特性进行了较系统的试验研究．研究结果表明：Ⅰ型超声波复合振动可以对未烧结陶瓷等非导电限性材料的异型孔穴、窄槽进行高效加工，而Ⅱ型超声波复合振动适用于对上述材料进行精细加工．     

三维超声振动辅助铣磨氧化锆陶瓷的试验研究

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.     

超声振动对内燃机缸套摩擦润滑状态影响的研究

降低缸套-活塞组件的摩擦力是提高内燃机可靠性和耐久性的重要技术问题。在关于摩擦副减摩的研究与实践中,超声振动减摩因其良好的减摩性能得到了研究人员的广泛关注。为了研究超声振动对内燃机缸套组件摩擦润滑状态的影响,本文对比分析了在缸套外壁有、无超声激振条件下的内燃机摩擦损耗。通过对内燃机缸体进行结构改制,在内燃机倒拖试验台上引入超声激振设备,搭建了新型单缸内燃机的超声振动减摩试验台架。通过试验研究了内燃机缸套活塞组件在不同激励工况下的超声振动减摩情况。研究表明：施加高频振动后,缸套-活塞组件间出现了接近于粗糙度等级的动态变形,内燃机摩擦损耗较未激振前呈现出小幅降低。     

摇架式隔振系统隔振特性的试验研究

研究履带车辆动力传动装置摇架式隔振系统的隔振特性。应用动力学相似理论设计制作了摇架式隔振系统的试验模型并进行了理论分析和试验。试验表明,摇架式单层隔振系统的传递率下降斜率为１２ｄＢ／ｏｃｔ,双层隔振系统的传递下降斜率为２４ｄＢ／ｏｃｔ。     

工件超声振动对不同放电间隙电火花加工的影响研究

为了分析超声振动对不同放电间隙电火花加工的影响,利用Fluent软件对放电间隙为75μm、65μm、55μm和40μm的工件超声振动电火花间隙流场进行数值模拟。研究发现:在工件超声振动作用下,放电间隙的减少可以促进加工液的流动,增加放电间隙流场压力变化范围,同时缩短加工屑从加工间隙排出的时间。搭建试验平台,通过调整放电参数来改变放电间隙的大小,对放电间隙为75μm、65μm、55μm和40μm的工件超声振动电火花进行加工试验。结果表明:放电间隙在75μm到55μm之间时,工件的表面粗糙度随着放电间隙的减小而降低;当放电间隙减少到40μm时,工件表面粗糙度反而升高。结合仿真与试验可知:在一定放电间隙范围内,工件超声振动有助于提高加工精度,当放电间隙过小时,工件超声振动会使加工屑过快排出放电间隙,不利于电火花持续放电,从而造成加工质量的下降。