通过对陶瓷材料的材料去除机理分析,发现了其材料去除率随超声振动频率的增大、碰撞粒子总数的增多、施加静压力的增大而增大。采用了复频超声加工方法对不同自由质量块下超声振动的频率进行了测量,发现了对于同样直径的自由质量块,球形自由质量块产生的低频频率比圆柱形自由质量块产生的低频频率高。通过对不同自由质量块下的陶瓷材料进行超声钻孔实验,发现了对于圆柱形自由质量块,其对应的材料去除率在一定范围内随直径(质量)的增大而增大,而球形自由质量块对应的材料去除率在一定范围内随直径(质量)的增大先增大后减小。且对于同样直径的自由质量块,球形自由质量块对应的材料去除率要比圆柱形自由质量块对应的材料去除率更高,加工效率更好。直径为6mm的球形自由质量块对应的材料去除率最高,为123(mg/min),而不放入自由质量块对...

LY12铝合金是一种常见的汽车轻量化材料,为了实现铝合金材料的高效高质量制造,以铣削过程中铣削用量的选取范围为约束条件,建立以材料去除率最高和表面粗糙度最低为目标的多目标优化模型。通过铣削加工正交试验,采用回归分析方法,建立表面粗糙度预测模型;利用多目标线性规划法求出多目标优化模型的最优解。最后通过分析铣削用量对表面质量的影响得出在给定的铣削参数范围内,主轴转速和进给速度对表面粗糙度的影响最为显著,侧吃刀量次之,而背吃刀量影响最小。

为研究中走丝条件下,电火花线切割参数对渗碳钢20Cr材料去除率的影响,设计多因素正交试验。采用极差分析方法对线切割参数脉宽、脉停、电流进行优化,并利用最小二乘法建立材料去除率预测模型。试验结果表明:对材料去除率影响最大的因素是电流,其次是脉停;材料去除率线切割参数最优组合为脉宽40μs、脉停175μs、电流6 A;通过最小二乘法成功建立了材料去除率理论模型。试验结果为提高实际线切割20Cr材料加工效率提供了理论基础。

以子午线轮胎模具侧板为研究对象进行铣削试验,着重研究主轴转速、每齿进给量、切削深度对轮胎模具侧板切削比能、材料去除率和表面粗糙度的影响规律。分析试验结果可知:切削比能随着切削参数的增大而减小,说明适当增大切削参数可以提高切削效率并节约能量;表面粗糙度随主轴转速增大呈先增大后减小的趋势,随切削深度和每齿进给量的增加而增大。结果表明:提高主轴转速既有利于降低切削比能(节能)也有利于改善表面粗糙度,增大每齿进给量和切削深度会降低切削比能但会恶化表面质量。因此,为同时达到高效节能和良好表面质量的要求,应尽量提高主轴转速。

本文旨在进一步提高电火花线切割的材料去除率、表面精度和形位精度,提出外界磁场辅助方法来改善电火花线切割加工的加工性能,并对该方法进行理论和实验分析。首先,理论分析了外界磁场辅助下放电通道内的单个粒子运动轨迹,运动轨迹方程表明,外界磁场能够有效地促进蚀除残渣的排出。其次,采用不同吸力的磁力表座作为磁场源,通过COMSOL仿真软件数值计算得到加工区域的磁感应强度分布;最后,从实验角度出发,分别分析了外界辅助磁场对于不同加工参数情况下的加工速度、表面粗糙度和切缝宽度的影响规律。实验结果表明,增加辅助磁场能够有效提高电火花线切割的加工性能;此外,磁感应强度与加工参数存在最佳组合关系。本次研究提出的磁场辅助加工方法和加工规律可以为实际加工提供重要的指导价值。

针对盘铣开槽过程中材料去除率大、刀具磨损严重、塑性变形明显等问题，采用正交实验法设计三因素三水平的钛合金盘铣开槽加工实验。基于灰色关联分析将多目标优化转化为单目标优化，利用主成份分析确定材料去除率、刀具寿命、残余应力层厚度对灰色关联度的影响权重。通过对试验数据的回归分析，建立灰色关联度与工艺参数的二阶预测模型。基于各工艺参数对材料去除率、刀具寿命、残余应力层厚度和灰色关联度的影响规律分析，确定盘铣工艺参数优化方案。利用响应曲面进行工艺参数优化问题求解并进行盘铣开槽实验，结果表明：该优化方法获得的工艺参数组合可在满足刀具寿命和残余应力层厚度的基础上最大限度的提高材料去除率。

对电火花块反拷加工的运动控制系统进行了设计，提出了可行的数据采集策略与运动控制策略。基于LabView开发的运动控制系统主要包括初始化模块、粗对刀模块、精确对刀模块、加工控制模块与坐标实时显示模块。应用设计的控制系统对碳化钨工具电极进行了反拷加工实验，正交实验结果得出：材料去除率随着脉宽的增大先增加后减小，脉宽有一个最佳值，脉宽小了能量不足，脉宽大了容易产生电弧放电，影响了材料去除。材料去除率随着脉间相对于脉宽倍数、主轴转速与进给率的增大而增大。足够大的脉间以及主轴转速，有利于电火花加工区域的消电离与加工产物的排除，在材料能够有效去除的前提下，进给速度越快材料去除率越高。

采用正交实验方法用铜电极对Inconel718合金材料进行电火花加工研究,研究了不同的加工参数（电流、周率、效率、间隙电压）对电火花加工Inconel718材料过程中的电极损耗和材料的去除率的影响,并对实验结果进行了主效应分析以及方差分析。结果表明：材料去除率随着电流和周率的增大而增大,电极损耗随着周率的增大而减小。在加工参数电流为10A,周率为100μs,效率为80%,间隙电压20V时获得较高的材料去除率;加工参数在电流为4A,周率为200μs,效率为20%,间隙电压20V时获得较小的电极损耗。

选择影响化学机械抛光化学反应速率的参数：催化剂浓度、氧化剂浓度、抛光液的pH值、抛光液温度等进行了试验,研究了它们对基于芬顿反应的单晶SiC化学机械抛光效果的影响规律。发现只有当H2O2浓度高于20%、Fe3O4浓度高于1.25%时,增大H2O2、Fe3O4浓度,材料去除率才会显著越高,此时材料去除速率由化学液腐蚀速度与磨料机械去除速度共同决定;低于此范围时由磨料的机械作用决定。温度升高会加速H2O2分解,抑制羟基自由基OH的生成,减缓化学腐蚀,降低材料去除率。当Fe3O4浓度、H2O2浓度、pH值、抛光液温度分别为1.25%、15%、7、41℃时,化学腐蚀与机械去除的协调性及磨料的分散性较好,表面粗糙度最低;当它们分别为5%、25%、9.3、15℃时,材料去除率最高。

工业陶瓷、钢材等高硬脆材料由于其硬度大、脆性高等特点传统加工方法极容易产生细小裂纹从而影响工件的寿命及综合性能。磨料水射流加工技术具有无热影响区、加工范围广、加工柔性高等优点可实现对硬脆材料的精细加工。该文利用ANSYS/LSDYNA有限元分析软件对磨料水射流加工过程进行了仿真并将仿真结果与对应的实验结果进行对比分析得出仿真结果与实验结果有很好的一致性。