结合外界磁场辅助,利用电火花线切割的方式加工烧结钕铁硼(NdFeB)永磁材料,进行试验研究,利用正交实验设计,探究峰值电流(I_max)、脉冲宽度(Pul_on)、脉冲间隔比(Pratio)对表面粗糙度(Ra)以及材料去除率(MRR)的最大影响因素,并得到其最优组合。在同等加工条件下,添加磁场辅助后再次加工,并记录每个样件加工时间,计算其材料去除率。利用粗糙度测量仪对有无磁场辅助加工的工件表面粗糙度进行测量,并利用扫描电子显微镜(SEM)观察被加工工件表面的显微形貌并分析其面总能谱。研究实验结果发现,在磁场辅助下被加工工件表面粗糙度得到明显改善且材料去除率也有所提高。

固着磨料抛物面研磨是一种新型的抛物面加工方法,文中从单个磨粒的角度出发,讨论了研磨工艺参数对材料去除率和表面粗糙度的影响,建立了理论预测模型,然后利用计算机辅助软件对不同硬度工件材料的材料去除率和表面粗糙度进行了数值模拟仿真,最后用实验验证了模型的正确性,并得出结论理论预测模型仅能预测材料去除率和表面粗糙度的变化趋势,并不能代替实验得出具体的实验数值,即固着磨料抛物面研磨的材料去除率与主轴转速、研磨压力的5/4次方成正比,与磨粒浓度的1/4次方成反比;表面粗糙度随磨粒尺寸和研磨压力的增加而增加,随磨粒浓度的增加而减小。

本文研究了应用于平面光学元件的快速抛光技术，从材料去除率、元件面形和表面粗糙度出发，对快速抛光技术应用于平面大口径元件的加工效果进行了探讨。研究了在快速抛光技术中压力和主轴转速对材料去除率的影响，验证了Preston公式在快速抛光中的适用性，快速抛光技术的去除效率可达10μm/h；其次，研究了聚氨酯抛光元件面形的精度，对于330mm×330mm元件可达～1.0λ（λ=632.8nm）；最后，对快速抛光系统中抛光粉颗粒大小及形态随使用时间的变化进行了观测，并测量了使用300目和500目抛光粉时快速抛光元件表面粗糙度以及其随抛光粉使用时间的变化。

根据磁流变抛光液的评价标准,合理选取了磁流变液的各成分,配制了三种型号磁流变抛光液。用配制的抛光液对K9玻璃进行了定点抛光实验,证明了该磁流变液性能良好,达到了预期的材料去除效果。得到了材料去除率曲线规律,以及单位时间材料去除深度微观空间形貌,为建立磁流变抛光材料去除函数模型提供了依据。

A8工具钢是一种高硬度高韧性的难加工材料,常用电火花线切割来加工处理。电火花线切割加工A8工具钢实际生产过程中,表面粗糙度和材料去除率分别是加工表面质量和加工效率的重要指标,放电参数直接影响到表面粗糙度和材料去除率。在几组生产中常用的放电参数(加工电流、脉冲宽度、脉冲间隙)条件下,加工A8工具钢,分别得到每种放电参数对表面粗糙度和材料去除率的具体影响规律,结果表明:随着加工电流的增大,加工后材料表面粗糙度和材料除去率同时增大且趋势相似;随着脉冲宽度的增大,加工后材料表面粗糙度和材料除去率同时增大;随着脉冲间隙的增大,材料除去率呈递减趋势,加工后材料表面粗糙度前期递减,在脉冲间隔8μs后减小趋势放缓,在脉冲间隔10μs时达到最小值,在脉冲间隔大于10μs后略有升高,变化幅度不大。研究结果为实际生产中电火花...

超声加工方法广泛应用于工程陶瓷等硬脆材料的加工生产中。传统超声加工方法运动部件较多,操作复杂,为提高加工效率、降低成本,提出了复频超声加工方法,并建立了自由质量块的数学模型,分析了复频超声加工方法的加工原理,设计并加工了一套复频超声加工装置,并对陶瓷材料进行了实验研究,得到不同加工条件下各试件的材料去除率;比较各试件的材料去除率,发现复频超声加工方法相较于传统超声加工,其加工效率可以提高3倍,这为复频超声加工的设计及推广提供了理论指导。

通过单因素实验和正交试验设计,研究四个工艺参数(脉冲宽度、脉冲间距、峰值电流和走丝速度)对两个工艺指标(材料去除率和表面粗糙度)的影响规律。结合多量纲归一化法和加权平均法,通过极差分析对试验数据进行优化,确定各工艺参数对工艺指标影响的主次顺序,获得了线切割高速钢的最优工艺参数组合。对优化后的参数进行试验验证,结果表明MRR比优化前提高了12.92%,Ra值比优化前减小了13.96%,验证了优化参数的合理性。此研究改善了线切割高速钢的加工性能,为后续科研实践提供可靠的理论依据。

复频超声加工是在超声加工的基础上，通过自由质量块引入一低频振动，高、低频振动共同完成切削的加工方式。复频超声加工方法能够增大钻头输出端的冲击动应力，提高加工效率，因此是一种应用前景良好的硬脆材料加工方法。分析了复频超声振动系统的工作原理，并根据复频超声振动系统的运动特点，建立了复频超声装置加工硬脆材料的数学模型，研究了自由质量块在加工过程中的作用。陶瓷材料加工试验表明，材料去除率随着自由质量块厚度的增大而增大，且其变化幅度随厚度的逐渐增加越来越明显；很好的验证了理论分析的准确性。对比不同加工时间的试验，结果表明材料去除率的增长率随加工时间的增加而增加，说明材料去除机理遵循裂纹产生、裂纹扩展和材料去除的规律。

碳化硅(SiC)单晶片属于难加工材料,在使用之前必须要进行研磨与抛光。材料去除率(Material removal rate,MRR)是衡量SiC单晶片研磨与抛光效率的重要因素。针对传统研磨与抛光过程中考虑磨粒摩擦磨损时建立的材料去除率公式对材料去除的不足,考虑SiC单晶片研磨时磨粒挤压嵌入阶段的材料去除,建立了新型的材料去除率公式。根据SiC单晶片、磨粒与研磨盘之间的接触状态,推导出了包含嵌入阶段和摩擦磨损阶段材料去除的新型MRR数学模型;结合材料的物理特性(如硬度与弹性模量等),进行研磨实验。实验结果与模型预测结果表明,新型材料去除率公式的预测结果更接近实际情况。

由于结构复杂的大型薄壁车辐类零件,材料去除率高,加工振动大,配合部位尺寸精度、形位公差、表面粗糙度要求高,难于保证。为此,采取措施提高此类薄壁零件的加工效率。通过优化工艺路线和切削参数,采取合理的装夹定位方式,利用成组加工技术进行工艺方法创新,该方法对铝合金材质的大型薄壁零件的加工有借鉴作用。