【摘要】：高溫合金、功能陶瓷、復(fù)合材料等先進(jìn)材料已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航空航天、船舶、核電、汽車、電子、醫(yī)療等領(lǐng)域。隨著先進(jìn)材料應(yīng)用范圍的迅速擴(kuò)大,材料的加工問題接踵而來。先進(jìn)材料加工技術(shù)包含了對金屬、合金、陶瓷、復(fù)合材料等難加工材料的處理方法,是加工制造行業(yè)的核心技術(shù)。超聲振動輔助加工技術(shù)作為一種精密、有效的先進(jìn)材料加工方法,被越來越多的研究人員所關(guān)注。對超聲振動輔助加工展開細(xì)致的研究,揭示超聲振動輔助加工的原理是實現(xiàn)先進(jìn)材料高效、精密加工的重要途徑。超聲振動輔助加工主要包含超聲振動輔助磨削、車削、銑削、鉆削等加工方式,分別具有不同的材料去除方式以及加工機(jī)理。其中超聲振動輔助磨削具有廣闊的應(yīng)用前景,被廣泛應(yīng)用于工件表面成型以及材料去除等方面。從理論上研究超聲振動輔助磨削的加工機(jī)理,對設(shè)計超聲振動裝備,優(yōu)化超聲加工工藝以及提高超聲加工質(zhì)量起著決定性的作用。目前對超聲振動輔助磨削技術(shù)的工程應(yīng)用已經(jīng)成熟,而對加工機(jī)理的研究以及對超聲振動系統(tǒng)與機(jī)床系統(tǒng)之間的匹配探索仍存在一些問題。為了解決超聲振動輔助磨削加工中存在的一系列難題,本文進(jìn)行了以下幾方面的研究工作:1)研究并設(shè)計超聲振動系統(tǒng),設(shè)計超聲變幅桿、超聲專用刀具,對所設(shè)計的變幅桿進(jìn)行有限元仿真,在實際應(yīng)用中揭示超聲振動系統(tǒng)的問題,從設(shè)計層面提出解決方案。2)研究軸向超聲振動輔助磨削的加工機(jī)理,從運動學(xué)分析、磨粒軌跡運動模型、材料去除率模型、磨削力模型等角度開展了全面的理論研究。3)針對塑性材料超聲振動輔助磨削加工,提出超聲系統(tǒng)與機(jī)床系統(tǒng)的系統(tǒng)匹配概念。將超聲振動系統(tǒng)的功能參數(shù)整合到加工過程當(dāng)中,確定了超聲加工的系統(tǒng)匹配模型,揭示了超聲參數(shù)對磨削質(zhì)量的影響規(guī)律。4)針對脆性材料超聲振動輔助磨削加工工藝,從理論上描述脆性材料超聲加工材料去除機(jī)理,提出脆性材料加工的系統(tǒng)匹配模型。解釋了超聲加工中磨削力以及表面形貌的形成機(jī)理,驗證了超聲加工的效果。5)針對C/SiC復(fù)合材料加工中的難點,使用超聲振動銼削的方法加工工件,結(jié)合硬脆材料的超聲加工機(jī)理研究,分析了表面損傷機(jī)理,描述了超聲銼削加工的材料表面創(chuàng)成機(jī)制,并通過實驗研究驗證了理論的準(zhǔn)確性。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG663;TG580.6

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 房豐洲;倪皓;宮虎;;硬脆材料的旋轉(zhuǎn)超聲輔助加工[J];納米技術(shù)與精密工程;2014年03期

2 張治國;倪皓;杜鵑;;旋轉(zhuǎn)超聲銑削鋁合金切削力及表面粗糙度機(jī)理分析[J];航空精密制造技術(shù);2013年05期

3 陳凡;趙波;童景琳;;多頻率超聲振動磨削力分析及實驗研究[J];工具技術(shù);2012年09期

4 池憲;吳凡;鎖小紅;;C-SiC陶瓷基復(fù)合材料磨削參數(shù)優(yōu)化研究[J];航空精密制造技術(shù);2012年01期

5 周鵬;;A 3D evaluation method of cutting surface topography of carbon/carbon(C/C) composite[J];High Technology Letters;2010年04期

6 謹(jǐn)亞輝;軋剛;;新型超聲變幅桿的優(yōu)化設(shè)計[J];電加工與模具;2010年S1期

7 王強(qiáng)國;高航;裴志堅;魯春朋;王碧玲;滕曉輯;;KDP晶體超聲輔助磨削的亞表面損傷研究[J];人工晶體學(xué)報;2010年01期

8 王君明;葉人珍;湯漾平;賓鴻贊;;55鋼CBN砂輪平面磨削的磨削力模型研究[J];金剛石與磨料磨具工程;2010年01期

9 倪皓;宮虎;房豐洲;;旋轉(zhuǎn)超聲加工硬脆性材料中邊緣破損的研究[J];航空精密制造技術(shù);2009年05期

10 向道輝;劉建慧;支新濤;趙波;;納米ZrO_2陶瓷的超聲振動延性域磨削特性研究[J];工具技術(shù);2009年08期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 秦娜;旋轉(zhuǎn)超聲波磨削制孔的切削力建模與試驗研究[D];大連理工大學(xué);2011年

2 張洪麗;超聲振動輔助磨削技術(shù)及機(jī)理研究[D];山東大學(xué);2007年

3 丁仕燕;數(shù)控展成超聲磨削陶瓷型面的基礎(chǔ)研究[D];南京航空航天大學(xué);2006年

4 鄧朝暉;納米結(jié)構(gòu)陶瓷涂層精密磨削機(jī)理及仿真預(yù)報技術(shù)的研究[D];湖南大學(xué);2004年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 李志凱;碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料切削實驗與仿真研究[D];南昌航空大學(xué);2014年

2 郎獻(xiàn)軍;軸向超聲振動輔助磨削的磨削力建模研究[D];中南大學(xué);2014年

3 曾凡沖;超聲換能器的設(shè)計理論研究[D];北方工業(yè)大學(xué);2013年

4 肖敏;軸向超聲振動輔助磨削機(jī)理的研究[D];東北大學(xué);2012年

5 周雪鋼;氮化硅陶瓷超聲振動磨削機(jī)理及表面質(zhì)量研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

6 殷曉光;C/SiC陶瓷基復(fù)合材料的力學(xué)及高溫性能研究[D];清華大學(xué);2011年

7 倪皓;旋轉(zhuǎn)超聲加工及其關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];天津大學(xué);2009年

8 黃霞春;超聲變幅桿的參數(shù)計算及有限元分析[D];湘潭大學(xué);2007年

9 吳松;三維表面形貌的評價技術(shù)及其應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D];南京航空航天大學(xué);2007年

10 趙莉;基于有限元的超聲波加工中變幅桿的動力學(xué)分析與設(shè)計[D];太原理工大學(xué);2005年

，

本文編號：2458309