摘要：光学玻璃、工程陶瓷以及硅基材料等硬脆材料因其良好的物理性质和化学性质而广泛应用于光学工程及集成电路等高尖端技术领域,但低塑性、高脆性的物理特性会导致其切片在切割过程中易出现效率低和表面质量较差等问题。为提高切片表面质量,建立了金刚石线锯切割过程中线锯速度与切割力的模型,设计最小方差自校正控制器对切割力进行在线实时控制。实验结果表明:所设计的最小方差自校正器能够降低线锯切割系统中切片所受的切割力波动,使切割力趋于稳定;与定参数切割条件下所得的切片进行比较,采用最小方差自校正控制策略切割完成的工件表面形貌较为平整,表面粗糙度值降低约30%.

摘要：针对硬脆材料硬度高、脆性大、可加工性能差,采用普通加工方法难以进行复杂曲面加工的问题,提出了一种新型的复合加工机床结构,具有五轴铣削、超声辅助磨削和电火花加工等复合加工能力.提出了非接触式旋转超声辅助磨削加工方式并对原型装置进行开发,利用电磁转换式供电方法,实现超声电源和振动系统间的非接触供电,并对相关参数进行了设计.开发了基于复合加工的开放式数控系统,实现了放电粗加工、旋转超声辅助磨削加工和脉冲放电加工方法的集中控制、协调和融合.最后通过实验验证了机床的复合加工能力,证明了硬脆材料复杂形面的超声辅助加工能力.

摘要：本文介绍了时大理石、玛瑙、玻璃等硬脆材料进行曲线切割加工的机床的结构、工作原理，以及利用计算机时主要零部件进行优化的设计方法．

摘要：选择钢化玻璃为硬脆材料的代表,利用旋转超声技术对钢化玻璃进行表面加工测试,以此实现对超声辅助旋钻微孔加工参数优化,同时选择正交试验的方法选择最优参数条件。研究结果表明:影响微孔直径尺寸的因素按照重要性排列为加载力,超声功率,游离磨料尺寸大小。影响微孔深度的因素重要性顺序是超声功率、游离磨料大小与加载力。确定最优方案:加载力等于0.7N,游离磨料外径尺寸3μm,设置的超声功率比例等于70%。随着加载力提高后,以较低超声功率进行处理时,形成了尺寸很小的微孔直径,并且孔深度也明显缩短;当设置较低加载力与较高超声功率时,形成了更大深度微孔,同时直径也明显增加。该研究对提高硬脆材料的微孔质量以及加工效率具有很好的实际指导意义,易于推广应用。

摘要：针对现有的硬脆材料加工与超声振动加工实验教学设备的技术困境,基于超声振动辅助线锯切割工艺的优点,设计了一种新型的超声振动辅助线锯切割硬脆材料平台并将其应用于实验教学。设计了加工试验并对比了不同切割参数(锯丝线速度V_(s)、锯丝进给速度V_(w)、工件旋转速度n_(w))与超声振动对线锯切割工件表面粗糙度的影响,验证了该实验教学平台及超声振动辅助线锯切割工艺的有效性。该平台结构紧凑,使用与维护成本低,灵活地将线锯切割加工与超声振动加工相结合,能有效地填补相关专业在制造类课程中关于硬脆材料加工与超声振动加工的实验教学装置技术的空白。

摘要：硬脆材料因其优异的物理与化学性质广泛应用于5G通讯、航空航天、电子电力等领域,高效率的超精密磨削技术是其加工流程中的重要一环。为了提高硬脆材料加工质量,需要对超精密磨削技术进行系统化的深入研究。本文从超精密磨削装备设计优化的角度出发,对自旋转磨削、双面磨削和磨抛一体化3种磨削方法的原理与机床设备进行了详细说明,介绍了超硬磨粒砂轮的制备、砂轮磨损检测与分析、砂轮修整技术的研究进展;从压痕/划痕实验、纳米磨削实验、模拟仿真分析3个角度对硬脆材料的磨削机理进行了深入探索;进一步总结了硬脆材料表面粗糙度及表面形貌、亚表面损伤、面形精度的控制方法。分析了硬脆材料超精密磨削的重点研究方向与发展趋势,为后续硬脆材料超精密磨削技术的研究提供了指导。

摘要：设计了单因素仿真试验,利用ABAQUS有限元软件对切削力与材料属性的关系进行了仿真,并对仿真结果进行了分析。基于最小二乘原理对定切削用量下切削力与3种材料属性的关系进行了数值拟合,并用R-square对拟合结果进行了检验,分析表明拟合结果具有一定的可靠性。随着弹性模量的增加,切削力有明显增大的趋势,当泊松比≤0.3时,切削力约35N;当泊松比>0.3时,切削力呈现出迅速上升的趋势。切削力随密度的增加总体呈现下降的趋势。

摘要：线锯切割加工具有切片薄、锯口损失小及高效率等优点,被广泛用于非导电硬脆材料的切割加工,如单晶硅的切片加工。实际上,线锯切割是一个柔性系统,切削过程中切片应力小,表面损伤层浅,减小了应力集中现象,减小了后续工序的碎片可能性。文中设计了一种回转式线切割锯床,该锯床使用环形锯丝作为切割工具,环形锯丝单方向连续运动,消除切割速度变化对加工表面粗糙度及表面损伤层的影响。锯丝有多级速度,适应不同的切割加工条件。使用专用夹具定位装夹工件。工作台驱动进给方式有两种:一种是恒力驱动,另一种是伺服电机驱动,两者可分别使用。实验证明:该锯床精度高、刚性强、操作方便、安全可靠,适合于硬脆材料的切片加工。

摘要：针对硬脆材料曲面加工过程中加工精度差、效率低、加工费用高的问题,结合理论分析与有限元法,设计了一种适用于硬脆材料曲面高精度加工的超声杯形工具复合变幅杆。对所设计的变幅杆进行了阻抗特性分析和振动性能测试,结果显示变幅杆结构合理、振动效果良好;并通过有限元与试验的对比分析,探究杯形头的壁高、底厚、内径对杯形工具复合变幅杆谐振频率的影响。结果表明:变幅杆谐振频率随着底厚的增加而增大,随着杯形头壁高、内径的增大而减小,且实测结果与仿真分析较好符合。

摘要：天线罩是由硬脆材料制成的三维复杂曲面薄壁回转体零件.电厚度是天线罩重要的电性能指标,其与几何厚度和材料的介电常数有关.半精加工后天线罩的电厚度误差不能满足设计要求,需要对天线罩内廓形进行精密修磨,通过改变罩壁的几何厚度来补偿电厚度的偏差.其加工属于自由曲面加工.为此研制了天线罩内廓形数字化测量与数控磨削系统.为保证修磨精度,将内廓形的测量与修磨加工集成在一台设备上,在一次装夹下通过两工位方式来实现测量与修磨加工.首先精确测量天线罩的内廓形,建立加工基准;然后通过数据处理,根据内表面廓形实际值和各点要求的去除量进行磨削加工.实验表明该系统可以满足天线罩精加工的各项指标,保证天线罩电厚度达到设计要求.