为了了解铣削加工表面残余应力的离散特征,对45钢在干切削和浇注润滑状态下分别进行粗/精铣削加工实验;采用数理统计方法对试样加工残余应力的离散性进行研究。实验结果表明:铣削残余应力有着明显的离散性,比车削残余应力大;铣削残余应力离散性主要来源于切削过程热力耦合的随机变化和铣削的刀具-工件复杂运动;工艺条件可以在一定范围内影响铣削残余应力离散性,粗加工的离散性比精加工大,浇注润滑离散性比干切削小。

为了增强磨料水射流的加工效果,设计了超声辅助微细磨料水射流加工系统。通过喷嘴内变幅杆的超声振动,将声能与射流压力能叠加,增强磨料水射流的脉动行为,形成脉冲射流。通过数值计算的方法研究了流场轴线上的声压分布及磨粒在流场中的运动特性,探究了脉冲射流的加工机制及硬脆材料去除机制。通过切槽实验分析了系统压力、振幅及靶距对冲蚀深度的影响规律,实验结果证明,施加超声振动可有效降低系统压力,最佳靶距为8~10 mm。基于实验结果,利用MATLAB建立了硬脆材料的去除深度预测模型。

颗粒流滴注润滑是一种新型绿色切削润滑技术,能解决传统颗粒流切削的颗粒导入问题。为了研究颗粒粒度对切削效果的影响,进行45钢车削实验,用不同粒度的Al2O3颗粒流润滑,分析切削力、切削温度、光洁度、刀具寿命和粒度的关系。实验结果显示:粒度影响切削效果,存在最佳粒度,粒度过大或过小都会导致切削效果变差;粒度过大会影响颗粒流渗透进摩擦面,粒度过小则无法适应粗糙及剧烈变动的摩擦面,两者都限制了颗粒流的分离和抹平作用,导致减摩效果变差;采用合理粒度,颗粒流点滴润滑切削效果甚至好于浇注润滑。