基于CCD试验的 SiC 单晶片超声振动加工工艺参数优化

《SiCp-Al复合材料超声振动微铣削数值模拟及试验研究》篇一SiCp-Al复合材料超声振动微铣削数值模拟及试验研究一、引言随着现代制造业的飞速发展，对材料加工的要求也越来越高。

SiCp/Al复合材料以其独特的物理和机械性能，在航空、汽车、电子等领域得到了广泛应用。

然而，由于其硬度高、韧性大，传统的加工方法往往难以满足高精度、高效率的加工需求。

因此，研究SiCp/Al复合材料的加工技术具有重要的现实意义。

本文通过数值模拟和试验研究的方法，对SiCp/Al复合材料的超声振动微铣削技术进行了深入探讨。

二、SiCp/Al复合材料特性及加工难点SiCp/Al复合材料是一种以铝基体为主，添加了碳化硅颗粒的复合材料。

其具有高硬度、高强度、耐磨损等优点，但同时也具有加工难度大的特点。

由于碳化硅颗粒的存在，使得材料的脆性和韧性并存，给加工带来了极大的挑战。

此外，SiCp/Al复合材料的导热性差，加工过程中易产生热量积累，导致材料烧伤和加工表面质量下降。

三、超声振动微铣削技术原理及优势超声振动微铣削技术是一种将超声振动技术引入到微铣削加工中的新型加工方法。

通过在铣削过程中引入超声振动，可以有效地降低切削力，提高切削效率，同时改善加工表面的质量。

此外，超声振动还可以有效地抑制切削过程中的热量积累，降低材料烧伤的可能性。

四、数值模拟研究本文采用有限元分析软件对SiCp/Al复合材料的超声振动微铣削过程进行了数值模拟。

通过建立合理的有限元模型，模拟了不同工艺参数下（如切削速度、进给量、切削深度等）的切削力、切削温度、材料去除率等关键参数的变化规律。

结果表明，在合理的工艺参数下，超声振动微铣削可以显著降低切削力，减小切削温度，提高材料去除率。

五、试验研究为了验证数值模拟结果的准确性，本文设计了一系列的试验研究。

通过改变切削速度、进给量、切削深度等工艺参数，观察不同工艺参数对加工表面质量、切削力、切削温度等的影响。

试验结果表明，与传统的铣削方法相比，超声振动微铣削可以显著提高SiCp/Al复合材料的加工效率和质量。

基于单晶片换能器的超声波清洗技术设计与开发超声波清洗技术是一种利用超声波的高频振动来清洁物体表面的技术。

基于单晶片换能器的超声波清洗技术设计与开发将为清洗业务提供更高效、更环保、更智能的解决方案。

本文将从技术原理、设计流程、性能评估和应用前景等方面进行详细介绍。

一、技术原理基于单晶片换能器的超声波清洗技术利用石英片作为振动器，在电极片上施加高频电信号，通过压电效应使得石英片振动产生超声波波动。

这种振动传导到液体中，产生空化和微晶起伏，以及湍流效应，从而有效清洗物体表面。

二、设计流程设计基于单晶片换能器的超声波清洗技术需要经过以下几个关键步骤：1. 振动器设计：选择合适的材料（如石英片）和尺寸，确定振动频率和振幅的要求，通过仿真和实验得到最佳设计参数。

2. 电路设计：设计适配的电路，包括电荷放大器和驱动电路等，以满足振动器的驱动要求；选择合适的开关和滤波器，以降低噪音和干扰。

3. 控制系统设计：设计控制系统，包括信号调整、频率控制和功率控制等，以实现清洗过程的无人操作和智能化控制。

4. 功率放大器设计：根据需求设计合适的功率放大器，以保证振动器能够在高功率下正常工作。

三、性能评估基于单晶片换能器的超声波清洗技术的性能主要包括清洗效果、清洗速度、能耗和可靠性等方面的评估。

1. 清洗效果评估：通过对不同类型的物体进行清洗实验，比较清洗前后的物体表面情况，如油污、灰尘、细菌等的去除情况，评估清洗效果的好坏。

2. 清洗速度评估：对于不同尺寸的物体，对比超声波清洗技术与传统清洗方法的清洗时间，比较清洗速度的快慢。

3. 能耗评估：测量清洗过程中消耗的能源，包括电力和水资源等，评估能耗的大小，并与传统清洗方法进行对比。

4. 可靠性评估：通过长时间运行实验、温度变化实验和性能衰减检测等，评估超声波清洗技术的可靠性和稳定性，确保其在工业生产环境下的稳定运行。

四、应用前景基于单晶片换能器的超声波清洗技术具有广阔的应用前景。

C/SiC复合材料旋转超声振动辅助铣削实验研究通过碳纤维增强的碳化硅陶瓷基复合材料(C/SiC)是一种耐高温、耐磨损、抗氧化和力学性能出色的航空级复合材料,采用传统的机械加工工艺对其进行加工,因加工性差,精度不高且加工成本高导致无法满足当今航空航天等领域的需求。

利用旋转超声振动辅助加工技术,将旋转超声振动引入到C/SiC复合材料的铣削加工中,可有效地降低铣削力、切削热,减小刀具的损耗,提高加工质量。

本文主要完成了以下工作内容:利用压电陶瓷的逆压电效应,根据夹心式压电换能器的设计理论,设计了一款可用于旋转超声铣削加工的纵振型超声振子;采用PZFlex仿真软件对影响超声振子谐振频率的因素进行了仿真分析,结果表明:超声振子的谐振频率随刀具有效长度和过渡圆柱长度的增加而减小,随预紧螺栓长度和后端盖孔深度的增加而增大;依据仿真结果加工了纵振型超声振子,并对其进行阻抗分析,测得纵振型超声振子在有无刀具及夹头螺母两种状态下的谐振频率分别为17.41 kHz、18.71kHz,与仿真结果中模型的谐振频率18.4762 kHz和19.312 kHz,误差率分别为5.7636%和3.1428%;基于超声振子的谐振频率,对有夹头螺母及刀具状态下的超声振子振幅输出进行测量,结果表明:在100 V、140 V和200 V电压激励下振子输出的振幅与电压成正比,且在200 V电压激励时纵向振幅为2.016 um,可以满足旋转超声振动辅助铣削加工的要求,证实了纵振型超声振子设计的可行性,为纵振型超声振子模型的优化设计提供参考。

设计纵振型超声振子的夹持装置、桥接盘和机床主轴连接装置,实现超声振子与机床主轴的连接;设计电能传输装置对纵振型超声振子进行供电;设计保护外壳、安装插销等装置,建立起旋转超声振动辅助铣削加工系统;依据该系统采用单因素实验法和正交试验法,研究了传统铣削下不同切削参数对C/SiC复合材料铣槽和铣孔过程中切削力及加工后表面质量的影响,并与旋转超声铣削加工结果对比,结果表明:与传统铣削相比,旋转超声铣削加工降低了铣削过程中的切削力,提高了加工表面质量;传统铣削和旋转超声铣削加工中均随主轴转速增大切削力减小表面质量提高,随进给速度和铣削深度的增加则切削力增大表面质量降低。

第40卷第2期人 工 晶 体 学 报 V o.l 40 N o .2 2011年4月 J OURNA L OF SYNTHET I C CRY STA LS A pr i,l 2011超声研磨Si C 单晶材料去除率与表面特征研究肖 强1,2(1.西安理工大学机械与精密仪器工程学院,西安710048;2.西安工业大学机电工程学院,西安710032)摘要:为了提高S i C 单晶片的加工效率,降低表面粗糙度,通过实验对比研究了普通研磨与超声波辅助研磨两种研磨工艺。

实验表明,超声波辅助研磨S i C 单晶片材料去除率是普通研磨的两倍,表面粗糙度值也有显著降低。

本文同时分析了材料去除率提高与表面粗糙度值降低的原因。

关键词:Si C 单晶;超声研磨;表面特征;材料去除率中图分类号:TG580 文献标识码:A 文章编号:1000-985X (2011)02-0496-04Research on theM aterial R e m oval R ates and Surface Features ofSi C Si ngle Crystal by U ltrasonic Polishi ngX I AO Q iang(1.S c h ool ofM echanical Instrum en t al Eng i neeri ng ,X ia 'n Un ivers it y of Techn ol ogy ,X ia 'n 710048,Ch i na ;2.S chool ofM ech an i cal and E lectron ic Engineeri ng ,X ia 'n Technolog i calUn ivers it y ,X ia 'n 710032,Ch i na)(R eceive d 2Ap ril 2010,acce p te d 7D ece m ber 2010)Abst ract :According to characteristics of the brittleness and hardness o f S i C si n g l e crysta,l t h e ultrasoniclapp i n g process w ith the conventional po lish i n g process in theMRR and surface quality w as st u died .Them ateri a l re m ova l and surface roughness are studied experi m entally w ith respect to the i n fluence of the processes such as lappi n g speed and lapp i n g ti m e .The exper i m enta l resu lt show s that the m ateri a l re m ova l rate of ultrason ic lapp i n g is nearly t w o ti m es that o f the conventi o na l lapp i n g ,u ltrason ic lapp i n g producesa better surface qua lity .The reason form aterial re m ovo l i n creasi n g and surface roughness decreasi n g w asanalyzed .K ey w ords :S i C sing le crysta;l u ltrason ic lapp i n g ;surface characters ;m ateria l re m oval收稿日期:2010-04-02;修订日期:2010-12-07基金项目:陕西省工业攻关项目(2010K09-01)作者简介:肖 强(1976-),男,吉林省人,博士研究生,副教授。

《SiC工程陶瓷超声辅助制孔机理及加工工艺研究》一、引言随着科技的不断进步，工程陶瓷材料在众多领域的应用日益广泛，如航空、航天、汽车、电子等领域。

然而，由于工程陶瓷材料硬度高、脆性大等特点，其加工难度较大。

SiC（碳化硅）工程陶瓷作为其中的一种重要材料，其制孔工艺更是关键。

本文将重点研究SiC工程陶瓷超声辅助制孔的机理及加工工艺，以期为工程陶瓷的加工提供新的思路和方法。

二、SiC工程陶瓷的特性和应用SiC工程陶瓷具有高硬度、高强度、高耐磨性、高耐热性等优点，广泛应用于各种恶劣环境下的部件制造。

然而，其硬脆特性使得制孔成为加工过程中的一大难题。

传统的制孔方法往往会导致孔壁粗糙、裂纹等问题，严重影响零件的使用性能。

因此，研究SiC工程陶瓷的制孔技术具有重要意义。

三、超声辅助制孔机理超声辅助制孔技术通过在制孔过程中引入超声波振动，有效地解决了传统制孔方法中存在的问题。

在SiC工程陶瓷的制孔过程中，超声波振动可以降低切削力，减小切削热，从而降低材料的脆性断裂倾向。

同时，超声波振动还可以改善切削液的渗透性能，提高切削效率。

此外，适当的超声波振动还可以改善工件的应力状态，减少裂纹的产生。

四、加工工艺研究（一）设备选择与参数设置超声辅助制孔设备应具备高精度、高稳定性的特点。

在参数设置方面，需根据SiC工程陶瓷的特性和加工要求，合理设置超声波振动频率、振幅、加工速度等参数。

此外，还需选择合适的切削液，以提高加工效率和加工质量。

（二）制孔工艺流程制孔工艺流程包括定位、钻孔、扩孔等步骤。

在定位过程中，需确保工件准确固定，避免加工过程中的偏移。

钻孔过程中，需控制好切削深度和切削速度，避免过切和欠切。

扩孔过程中，需根据实际需要调整扩孔刀具的尺寸和角度，以保证孔的精度和表面质量。

（三）工艺优化与改进针对SiC工程陶瓷的制孔过程，可通过优化设备结构、改进刀具设计、调整工艺参数等方法提高制孔质量和效率。

例如，采用合理的冷却方式降低切削热，通过优化刀具角度减小切削力等。

超声振动辅助抛光碳化硅试验摘要：为改善化学机械抛光加工碳化硅试件过程中存在的表面质量差等问题，将超声振动辅助化学机械抛光加工碳化硅与化学机械抛光进行对比，研究超声振动辅助抛光的效果。

关键词：碳化硅；超声振动；化学机械抛光单晶碳化硅硬度较大，仅次于金刚石，采用传统的加工方式抛光碳化硅效率较低，表面粗糙度较高[1-2]。

碳化硅材料的脆性较大，在加工过程中极易产生裂纹。

目前，能够得到全局化平坦的碳化硅晶片的加工方法是化学机械抛光，常作为加工单晶SiC材料的最后一道工序[3]。

但是传统抛光会出现磨粒团聚、分布不均匀等现象，影响抛光效率。

在传统化学机械抛光中加入超声振动可以提高材料加工效率[4]。

1 对比试验1.1 试验原理压电陶瓷是人工制造的多晶材料，在陶瓷片上施加电场，陶瓷片的极化方向与电场方向相同，施加电场使陶瓷片极化强度增大，陶瓷片内的正负束缚电荷之间距离增大，陶瓷片沿极化方向发生伸长形变[19-20]。

因此将压电陶瓷片置于抛光头内，实现抛光头的振动，并带动工件振动，实现超声振动辅助抛光。

1.2 试验设计与检测方法化学机械抛光碳化硅试验装置如图2所示，主要由自动研磨抛光机、配重块以及抛光垫组成。

图2 化学机械抛光装置图超声振动辅助抛光碳化硅试验装置如图3所示，主要由自动研磨抛光机、抛光垫、电滑环、压电陶瓷片以及超声波发生器等组成。

超声波发生的电信号通过电滑环传递到压电陶瓷片上，压电陶瓷片粘贴在抛光头上，超声振动透过抛光头以及碳化硅工件，作用在抛光垫及抛光液中。

试验选用山东天岳晶体材料有限公司生产的物理气相传输法生长的碳化硅晶片。

图3 超声振动辅助化学机械抛光装置图化学机械抛光和超声振动辅助抛光试验的抛光液成分保持相同均采用金刚石磨粒抛光液，压力保持相同均为0.020MPa，抛光盘转速相同均为50r/min，抛光时间相同均为30min，抛光垫保持相同均选择聚氨酯抛光垫.材料去除率是衡量抛光碳化硅效率重要因素，使用精密电子天平将抛光前后的碳化硅试件进行称重，抛光前后碳化硅试件质量差用∆m表示，，A 为碳化硅试件面积，抛光时间为t，材料去除率公式为：1.3 试验结果与分析对试验前后的工件质量进行测量，经过计算得到化学机械抛光的材料去除率为0.673μm/h，超声振动辅助化学机械抛光的材料去除率为1.013μm/h.采用奥林巴斯光学显微镜观察两种不同抛光方式的处理的碳化硅晶片表面形貌如图6和图7，可以发现经过化学机械抛光处理的碳化硅工件表面存在清晰可见的划痕，而增加超声振动辅助抛光后得到的工件表面更加光滑，划痕减少。

超声辅助单晶SiC晶片的研磨与化学机械抛光研究摘要：本文研究了超声辅助下单晶SiC晶片的研磨和化学机械抛光技术。

首先，对SiC晶片的性质和应用进行介绍，探讨了现有抛光技术面临的问题。

接着，详细分析了超声辅助下研磨的机理和优点，并给出了超声辅助研磨的实验结果。

随后，介绍了化学机械抛光的原理和方法，包括溶液选择、抛光压力、抛光时间等影响抛光效果的因素。

最后，通过实验验证了超声辅助和化学机械抛光的联合应用可以获得更好的抛光效果，表现出较高的表面质量和平整度。

关键词：单晶SiC晶片，超声辅助研磨，化学机械抛光，表面质量，平整度前言在电子、信息、光学等领域，单晶SiC晶片具有许多重要应用，如半导体照明器件、高速器件和功率模块电子器件等。

然而，SiC晶片表面的质量对器件性能影响很大。

目前，SiC晶片抛光技术主要有机械研磨、化学机械抛光和超声辅助研磨等。

传统的机械研磨不能解决表面平整度差、裂痕多、加工效率低等问题。

为此，超声辅助研磨和化学机械抛光成为研究的热点，两种方法的联合应用更能提高抛光效果，提高SiC晶片的表面质量和平整度。

超声波辅助超细研磨超声辅助研磨是一种以超声波振动作用下的研磨方法。

由于其具有切削力小、精度高、加工效率高等优点，被广泛应用于金属材料、非金属材料以及精细陶瓷等领域。

当超声波振动引起晶体表面颤动时，切削力减小，摩擦互作力较小，导致研磨粒子容易进入晶体表面，从而提高了细磨效率。

此外，超声辅助研磨还有利于减小表面残余应力、提高表面粗糙度等优点。

针对单晶SiC晶片的超声辅助研磨实验，首先通过扫描电镜（SEM）观察晶片表面缺陷情况。

然后在研磨过程中优化研磨参数，包括超声辅助频率、研磨液体积分数、研磨时间等参数。

最终，通过表面形貌和原子力显微镜（AFM）测试表面平整度和表面粗糙度。

实验结果表明，超声辅助研磨可以获得良好的表面质量和平整度。

另外，研磨液的体积分数和研磨时间也对抛光效果有重要影响。

因此，在实际应用中，也需要结合具体情况来选择超声辅助研磨参数。

第51卷第7期表面技术2022年7月SURFACE TECHNOLOGY·263·振幅对超声辅助磨削C/SiC复合材料表面形貌的影响戴槟，李晓舟，许金凯，王晶东，陈广俊，王茂旬，王深（长春理工大学 跨尺度微纳制造教育部重点实验室，长春 130012）摘要：目的通过超声振动辅助磨削加工技术加工C/SiC复合材料可以改变材料的去除方式，通过改变超声振幅能够提高材料去除率并获得较好的表面质量，从而成为C/SiC复合材料的新型加工方式。

方法采用超声辅助磨削技术对C/SiC复合材料进行加工，通过改变超声振幅，观察C/SiC复合材料在不同切削角度下的纤维去除机理、纤维断裂形式，测量不同切削角度下工件表面粗糙度S a。

结果磨削过程中C/SiC复合材料的去除方式以脆性去除为主，纤维损伤形式以纤维断裂、纤维破碎为主。

增大超声振幅后，纤维断裂形式增大并伴随出现基体破碎现象。

随着超声振幅的增大，不同切削角度（0°、45°、90°、135°）下测得的表面粗糙度S a显著减小，降低约15%~41%。

结论由于超声振动的作用，C/SiC复合材料在不同切削角度（0°、45°、90°、135°）下的材料去除方式发生改变，相比于常规磨削的纤维断裂形式，施加超声振动后，磨削过程中产生的纤维折断和基体破碎被去除，在提高材料去除率的同时，表面质量明显提高。

随着超声振幅的增大，不同切削角度（0°、45°、90°、135°）下的表面粗糙度S a都减小，且减小程度也不同，减小程度由大到小的顺序为45°>135°>90° >0°。

关键词：C/SiC复合材料；超声辅助加工；表面质量；表面粗糙度中图分类号：TG506.7 文献标识码：A 文章编号：1001-3660(2022)07-0263-11DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2022.07.026Amplitude Effect on Surface Morphology by Ultrasonic-assistedGrinding of C/SiC CompositeDAI Bin, LI Xiao-zhou, XU Jin-kai, WANG Jing-dong, CHEN Guang-jun,WANG Mao-xun, WANG Shen(Ministry of Education Key Laboratory for Cross-Scale Micro and Nano Manufacturing,Changchun University of Science and Technology, Changchun 130012, China) ABSTRACT: The machining of C/SiC composite is one of the most challenging problems in mechanical machining.收稿日期：2021–07–05；修订日期：2021–10–16Received：2021-07-05；Revised：2021-10-16基金项目：国家自然科学基金（U19A20103）；装备预研项目（61409230115）；“111”引智基地（D17017）Fund：Supported by National Natural Science Foundation of China (U19A20103); Fund for Equipment Pre-research (61409230115); the “111” Project of China (D17017)作者简介：戴槟（1993—），男，硕士研究生，主要研究方向为微纳制造技术。

SiCp／Al复合材料超声振动复合切削加工技术研究本文主要研究SiCp/Al复合材料超声振动复合切削加工技术，以探究该方法的适用性和加工效果。

首先，本文介绍了超声振动复合切削技术的基本原理和研究现状，包括超声振动加工的原理、应用领域以及在材料加工中的应用具体情况等。

之后，本文着重介绍了SiCp/Al复合材料的组成、制备方法和加工难度等特点。

并针对这些特点，提出了超声振动复合切削加工的方案，并进行了实验验证。

实验中，本文选用了SiCp/Al复合材料板坯作为样品，采用了数控落地铣床进行加工。

获得的结果表明，相比于传统切削加工，超声振动复合切削可以明显地提高加工效率、减小切屑量、降低损伤产生率，并且制件表面质量更加优良。

此外，本文还对不同加工参数下的加工效果进行了分析，并确定了最佳的加工参数组合。

最后，本文总结了超声振动复合切削加工技术在SiCp/Al复合材料加工中的优势和特点，并提出了进一步的研究方向和应用前景。

本文的研究成果对于推动SiCp/Al复合材料加工技术的发展, 提高加工效率和质量水平具有重要的实际意义。

超声振动复合切削加工技术作为一种新兴的加工方法，具有许多优点。

首先，在加工过程中，超声振动可以降低切削力和切削温度，因此可以减小切削屑量和损伤产生率，提高制件表面质量。

其次，超声振动对材料的塑性、韧性和硬度的影响较小，那么对于硬度较高、脆性较大的复合材料而言，有着较好的应用价值。

最后，由于超声振动加工时，刀具轨迹也在产生微振动，这种微振动有助于刃口自清洁，可以有效减小切屑粘在刀具上的情况，从而延长刀具寿命。

SiCp/Al复合材料是一种常用的铝基复合材料，由于SiC颗粒的加入，其硬度、耐磨性和热稳定性均得到了明显提升，因此在航空航天、汽车工业、机器制造等领域有着广泛的应用。

然而，SiC颗粒的存在也使得该复合材料的加工难度较大。

普通的切削加工容易造成刃口磨损和切屑粘附等情况，影响加工效率和制件质量。

《SiC陶瓷复合装甲超声振动辅助孔加工工艺及加工质量研究》一、引言随着科技的不断进步，陶瓷复合材料在国防军工、航空航天等领域的广泛应用，尤其是SiC（碳化硅）陶瓷复合装甲材料，其优异的物理性能和化学稳定性使得其成为了关键的材料之一。

然而，SiC陶瓷复合装甲材料的加工难度较大，特别是在进行孔加工时，需要解决诸多技术难题。

超声振动辅助孔加工工艺是近年来兴起的一种新技术，本文将对SiC陶瓷复合装甲的超声振动辅助孔加工工艺及其加工质量进行研究。

二、SiC陶瓷复合装甲的孔加工现状与挑战在SiC陶瓷复合装甲的制造过程中，孔的加工是一个关键环节。

传统的孔加工方法如钻削、磨削等在加工过程中易产生热应力、裂纹等缺陷，严重影响材料的性能。

因此，寻找一种有效的孔加工方法成为了研究的重点。

超声振动辅助孔加工工艺因其独特的优势，被认为是一种有效的解决方法。

三、超声振动辅助孔加工工艺超声振动辅助孔加工工艺是通过在传统加工过程中引入超声振动能量，使得工具在切削过程中具有更好的韧性和破碎性，从而达到减少材料裂纹和损伤的目的。

该工艺在SiC陶瓷复合装甲的孔加工中具有以下优点：1. 降低切削力：超声振动可以有效地降低切削过程中的切削力，减少材料裂纹的产生。

2. 提高加工效率：超声振动辅助可以加速切削过程，从而提高加工效率。

3. 减少材料损伤：由于减少了热应力和裂纹的产生，可以有效地减少材料损伤。

四、SiC陶瓷复合装甲的超声振动辅助孔加工过程在SiC陶瓷复合装甲的超声振动辅助孔加工过程中，首先需要根据工件的具体要求选择合适的工具和参数。

然后，通过引入超声振动能量，对工件进行切削。

在切削过程中，需要实时监测切削力和温度的变化，以评估加工质量和效率。

同时，为了获得更好的加工效果，还需要对工艺参数进行优化。

五、加工质量研究（一）加工表面质量研究通过超声振动辅助孔加工工艺，可以获得较高的表面质量。

表面粗糙度是评价表面质量的重要指标之一。

研究表明，通过优化工艺参数，可以有效地降低表面粗糙度，提高表面质量。

碳化硅陶瓷的超声振动辅助磨削刘立飞;张飞虎;刘民慧【期刊名称】《光学精密工程》【年(卷),期】2015(023)008【摘要】采用普通磨削方式和超声振动辅助磨削方式对无压烧结SiC材料进行了磨削工艺实验,对不同磨削方式下磨削参数对磨削力比、表面损伤及亚表面损伤的影响进行了对比研究,并分析了超声振动磨削作用机制.实验结果显示,该实验中SiC 材料去除主要以脆性去除为主,砂轮磨削力比随着磨削深度和进给速度的增加缓慢增加,随着主轴转速的增加略有减小;普通磨削时SiC工件亚表面损伤深度随着磨削深度、进给速度增加逐渐增加,而超声振动辅助磨削变化较小.与普通磨削相比,在相同的磨削参数下,超声振动辅助磨削的高频冲击使材料破碎断裂情况得到改善,且磨削力比减小近1/3,表面裂纹、SiC晶粒脱落、剥落等表面损伤较少,表面损伤层较浅,亚表面裂纹数量及深度都有较大程度降低,可以获得较为理想的表面质量.【总页数】7页(P2229-2235)【作者】刘立飞;张飞虎;刘民慧【作者单位】哈尔滨工业大学机电工程学院,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工业大学机电工程学院,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工业大学机电工程学院,黑龙江哈尔滨150001【正文语种】中文【中图分类】TN305.2;TN304.24【相关文献】1.轴向超声振动辅助磨削的磨削力研究 [J], 何玉辉;周群;郎献军2.超声振动辅助磨削-脉冲放电合加工磨削力模型研究 [J], 刘向东;闫鹏3.碳化硅陶瓷超声振动辅助精密磨削实验研究 [J], 许陆昕;李华;蔡晓童;周培祥;陈艺文4.碳化硅陶瓷超声振动辅助精密磨削实验研究 [J], 许陆昕;李华;蔡晓童;周培祥;陈艺文5.轴向超声振动辅助磨削的磨削力建模 [J], 唐进元;周伟华;黄于林因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

SiC f/SiC陶瓷基复合材料超声振动辅助切削试验研究黄博】，汪文虎】，蒋睿嵩2,熊一峰】,刘智武3,吴晓锋3(1.西北工业大学，航空发动机高性能制造工业和信息化部重点实验室，航空发动机先进制造技术教育部工程研究中心,陕西西安710072；2.四川大学空天科学与工程学院，四川成都610065；3.中国航发西安航空发动机有限公司，陕西西安710072)摘要：开展了SiC f/SiC陶瓷基复合材料的超声振动辅助切削试验研究，对比研究超声振动辅助切削及普通切削条件下切削参数对切削力的影响规律。

结果表明：SiC f/SiC陶瓷基复合材料超声振动辅助切削时优选钎焊金刚石磨头，超声振动辅助切削相较于普通切削的切削力降低了10%~ 20%，主轴转速、进给速度、切削深度都会影响超声振动辅助切削和普通切削时的切削力。

为降低切削力、减小刀具磨损，超声振动辅助切削主轴转速应控制在4000r/min。

关键词:SiC f/SiC陶瓷基复合材料；超声振动辅助切削;磨头中图分类号:TG663文献标志码:A文章编号：1009-279X(2021)01-0055-05Study on Ultrasonic Vibration-assisted Cutting for SiC f/SiC Ceramic Matrix CompositesHUANG Bo1,WANG Wenhu1,JIANG Ruisong2,XIONG Yifeng1,LIU Zhiwu3,WU Xiaofeng3( 1.Engineering Research Center of Advanced Manufacturing Technology for Aero Engine of Ministry of Education，Key Laboratory of High Performance Manufacturing for Aero Engine of Ministry of Industry and Information Technology,Northwestern Polytechnical University,Xi?an710072,China；2.School of Aeronautics and Astronautics，Sichuan University，Chengdu610065，China；3.AECC Xi'an Aero-Engine LTD.,Xi'an710072,China)Abstract:The ultrasonic vibration-assisted cutting experiment of SiC f/SiC ceramic matrix composites was carried out，and comparative study for the influence of cutting parameters on cutting force under ultrasonic vibration-assisted cutting and conventional cutting conditions were expanded. The results showed that brazed diamond grinding heads should be preferred for ultrasonic vibration-assisted cutting of SiC f/SiC ceramic matrix pared with conventional cutting，the cutting force of ultrasonic vibration-assisted cutting reduced by10%to20%.The spindle speed，feed rate and cutting depth will affect the cutting force during ultrasonic vibration-assisted and ordinary cutting，and the spindle speed of ultrasonic vibration-assisted cutting should be controlled at4000r/min in order to reduce the cutting force and tool wear.Key words:SiC f/SiC ceramic matrix composites；ultrasonic vibration-assisted cutting；sleeve toolSiC f/SiC陶瓷基复合材料具有比强度高、比刚度高、耐磨损、化学稳定性好等特点,在发动机高温收稿日期:2020-11-28基金项目：中国航发自主创新专项资金项目(ZZCX-2019-022)冲国博士后科学基金资助项目(2020M683569)第一作者简介:黄博，男，1994年生,博士研究生。

超声振动条件下碳化硅抛光过程的分子动力学模拟
翟文杰;杨德重;宫娜
【期刊名称】《上海交通大学学报》
【年(卷),期】2018(0)5
【摘要】为了深入探讨在超声振动条件下立方碳化硅化学机械抛光过程中原子层面的材料去除机制,利用分子动力学方法建立碳化硅原子模型,以分析超声振动对刻划加工过程中碳化硅的晶体结构、温度、法向力和切向力的影响规律,并分析了超声振动频率对化学机械抛光质量及材料去除率的影响.结果表明:在刻划加工过程中碳化硅的局部出现了非晶态变化;超声振动的引入将大幅降低磨粒所受平均切向力和平均法向力,从而有利于刻划加工的进行及其表面质量的提高;在给定的模拟参数条件下,80GHz的超声振动频率最有利于提高材料去除率和加工表面质量,即当振动频率超过一定值后,超声振动对材料去除率和表面质量的影响不大.
【总页数】5页(P599-603)
【关键词】碳化硅;刻划;超声振动;分子动力学方法
【作者】翟文杰;杨德重;宫娜
【作者单位】哈尔滨工业大学机电工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN305.2
【相关文献】
1.凝聚态物质振动—增动能量弛豫过程的分子动力学模拟 [J], 丁家强;陈致英
2.分子动力学模拟计算钙钛矿型CaSiO3解压缩过程的红外振动谱 [J], 徐桦;邵俊
3.基于分子动力学的压力对纳米抛光碳化硅的影响分析 [J], 张广辉;王桂莲;王治国;徐进友
4.纳米抛光碳化硅压力对相变影响的分子动力学模拟 [J], 王桂莲;张广辉;王治国;冯志坚
5.6H-SiC辐照条件下缺陷形成过程的分子动力学模拟 [J], 周群颂;何红宇;蒋尚廷;李晔;吴沁懋;陈志勇;朱卫华;王新林
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激光改性超声振动磨削制孔加工参数优化分析
陈参;廉洁;赵波;孙伟光
【期刊名称】《航空制造技术》
【年(卷),期】2024(67)9
【摘要】为提升孔径出孔端面的品质及其控制精度,在超声振动辅助下针对硬质材料激光改性磨削孔加工参数的优化进行试验与研究。

通过运用旋转超声方法,显著提高加工效率,有效克服硬脆材料孔加工难度大的问题。

为评判孔出口的质量水平(Hd值),分析了孔出口端面崩边区域的范围,并实际测量了孔截面的面积比,进一步探讨了激光改性磨削工艺参数对Hd值的影响。

通过试验综合分析,确定最佳的激光改性磨削工艺参数范围:主轴转速为14000~16000 r/min,进给速度为0.5~0.7 mm/min,振幅为7~8μm。

与传统的激光加工相比,在最优参数下超声辅助激光改性加工后的表面质量显著提高,划痕大幅减少,显著提升了加工质量。

这项研究对于提高硬质材料激光改性磨削的质量具有重要的指导意义,并易于在实际生产中推广应用。

【总页数】5页(P14-18)
【作者】陈参;廉洁;赵波;孙伟光
【作者单位】河南开放大学;河南省工业生产信息化系统工程研究中心;河南理工大学;郑州天启自动化系统有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TG5
【相关文献】
1.陶瓷深孔精度高效加工的新方法:超声振动磨削
2.基于超声振动的硬脆性材料磨削加工入孔崩边研究
3.工程陶瓷纵扭复合超声振动螺旋磨削
制孔表面质量研究4.超声振动辅助电解磨削Hastelloy X内孔表面粗糙度规律预测分析5.基于灰色关联分析方法和熵权法的纵扭超声振动螺旋磨削制孔工艺参数优化
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