超声振动辅助磨削技术的现状与新进展
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超声辅助加工的研究与实践近年来,随着科技的不断进步和发展,超声辅助加工技术逐渐成为了新型高效加工生产技术的热点研究方向。
不仅如此,越来越多的实践证明,采用超声辅助加工技术可以大幅度提升加工效率,并且可实现对加工材料加强热和冷加工过程的控制,从而使材料的性能得以进一步优化。
超声辅助加工技术是一种创新性的加工技术。
其主要特点在于通过超声波的能量作用下,能够改变材料的物化性质,从而实现对材料进行更加精准的加工。
因此,超声辅助加工技术不仅适用于单纯的热加工,还适用于冷加工、疲劳、塑性和腐蚀等方面。
超声辅助加工技术的优势在于其加工效率高、效果好、材料损伤小,具有生产节约、资源节约等诸多优点。
这些特点意味着它在工业生产以及研究领域中都具有广泛的应用前景。
但是,超声辅助加工技术也存在一定的挑战和问题。
要想实现超声辅助加工技术的应用,关键是要深入研究超声波作用下材料的变化规律及机理。
另外,还需要针对不同的加工方案,进行适当的技术和应用上的优化,以来提高超声辅助加工技术的效率和可操作性。
目前,相关研究和开发工作正在逐步推进中。
超声辅助加工技术的具体应用包括了很多领域。
在航空领域,超声辅助加工技术被用于翼板、螺旋桨的制造中。
利用这种技术,不仅保证了加工精度和质量,而且还有效地提高了生产效率。
另外,在电子行业中,超声辅助加工技术可以被用于半导体、电子元件包装等的生产中,也被广泛应用到了制备二维材料、金属材料表面的精细处理等方面。
尽管目前超声辅助加工技术应用的范围还不是很广泛,但是在未来的发展中,它必将在工业制造领域中发挥更为突出和重要的作用。
同时,相关的学者和研究人员也应该积极地进行技术和应用的创新,来为这项技术的发展和推广提供更为有力的支持。
超声波技术国内外技术现状和发展趋势嘿,咱今儿个就来唠唠超声波技术这档子事儿。
你知道不,这超声波技术啊,那可是相当厉害的存在呢!在国内,那发展得也是风生水起呀。
好多领域都能瞧见它的身影呢!就好比说在医疗领域,超声波检查那可是帮了大忙啦,能让医生清楚地看到人体内部的情况,就好像给身体来了个“透视”,这多牛啊!还有在工业上,利用超声波进行探伤、清洗啥的,那效率也是高高的。
再看看国外,人家那技术也是不容小觑呀。
国外的科研人员那是不断钻研,把超声波技术玩得团团转。
他们在一些高端制造领域,用超声波技术打造出了超级精细的产品,哇塞,简直让人惊叹不已!那你说这超声波技术以后会咋发展呢?我觉着吧,肯定是越来越牛!说不定以后啊,用超声波就能直接治病了呢,不用开刀不用吃药,“嗖”的一下病就好了,你说神不神?而且啊,在工业上的应用肯定也会更加广泛,什么更复杂的材料都能处理得妥妥当当。
这超声波技术就像是一个潜力无限的宝藏,等着人们不断去挖掘呢!你想想看,要是以后家里的各种东西都能靠超声波来维护保养,那得多方便啊!就像家里的电器啥的,用超声波“扫一扫”,嘿,立马焕然一新,那多棒呀!还有啊,随着科技的不断进步,超声波技术和其他技术的结合肯定也会越来越多。
比如说和人工智能结合,那可就厉害了,能自动检测、自动处理,哇,那简直就是科幻电影里的场景呀!咱可不能小瞧了这超声波技术,它现在已经给我们的生活带来了很多便利,以后肯定还会有更多的惊喜等着我们呢!它就像一个无声的英雄,默默地在各个领域发挥着重要的作用。
咱得好好关注这超声波技术的发展呀,说不定哪天它就会给我们带来意想不到的大惊喜呢!你说是不是?咱可得跟上时代的步伐,别被这快速发展的科技给落下咯!。
1 序言近年来,先进工程材料在航空航天、汽车、半导体、3C和医疗等制造业领域中不断涌现,如钛合金、高温合金、工程陶瓷、陶瓷基复合材料以及蜂窝复合材料等,这些材料具有优异的使用性能,然而机械加工性能很差,属于典型的难加工材料[1]。
在使用传统的机械制造技术对这些材料进行精密加工时遇到了一定的瓶颈,一种新型的制造工艺技术——超声加工技术,即Ultrasonic Machining(UM),受到越来越多的关注并得到大量的应用。
超声加工技术是一种通过超声波振动能量实现难加工材料精密去除的工艺技术,该技术是将超声波振动能量通过一系列结构的传播和变换聚焦在刀具的工作区域,从而形成被切削材料的冲击去除效果,进而可以提高众多难加工材料的可加工性能。
该技术在加工过程中具有众多优点,如:降低切削力和减少切削热、减小刀具磨损和崩边毛刺、优化切屑形态、提高表面质量、降低亚表面损伤以及提高加工效率等(每个加工工艺具体的改善效果因超声刀具、材料、工艺等的不同而存在一定的差别)。
超声加工技术是一种基于功率超声技术发展起来的特种加工技术,它本质上是一个物理去除过程,不涉及材料性质的改变。
随着市场化的需求越来越强烈,超声加工技术中商用标准化系统也成为了目前市场需求的重点,相关的超声加工技术开始走出实验室,在众多典型难加工材料的精密加工中得到应用,如:光学玻璃、蓝宝石、陶瓷、氧化铝陶瓷、钛合金、高温合金、碳纤维复合材料以及铝基碳化硅复合材料等,其应用领域及典型案例如图1所示。
近几年,国内难加工材料的大量应用,带来了较多的超声加工技术应用需求,促使了该技术的市场化,多家科研机构和制造企业纷纷开始进行超声加工技术的产业化应用。
图1超声加工应用领域及典型案例2 超声加工技术发展现状“工欲善其事,必先利其器”,超声加工技术是针对难加工材料精密加工的利器。
在大多数切削加工领域,超声加工更确切的名称应该为“超声辅助精密加工”,即在传统切削加工技术上辅助超声振动,从而实现特殊的材料去除效果。
超声辅助技术在果蔬加工中的应用与研究近年来,随着科技的不断进步,超声辅助技术逐渐在各个领域展示出巨大的潜力。
在食品加工行业中,特别是在果蔬加工领域,超声辅助技术也开始崭露头角。
通过超声波的作用,果蔬的加工过程极大地得到改善。
本文将探讨超声辅助技术在果蔬加工中的应用与研究。
首先,超声辅助技术在果蔬清洁过程中的应用已经得到广泛研究和应用。
传统的果蔬清洗方法往往存在一些问题,比如无法彻底去除表面的污垢和微生物,同时还会造成果蔬受损。
而超声波的微强声波震动作用可以产生空化效应,从而增强水对果蔬表面的力量,进一步清洁果蔬,并有效减少对果蔬的物理损伤。
研究表明,超声辅助清洗方法可以显著降低果蔬表面的菌落总数和污垢含量,提高果蔬的质量和安全性。
其次,超声辅助技术在果蔬干燥领域也有着广泛的应用。
传统的果蔬干燥方法往往需要较长时间,并且会导致营养物质的流失。
而超声波的作用可以加速果蔬中水分的蒸发,提高干燥速度,同时可以在一定程度上保留果蔬中的营养成分。
研究发现,利用超声辅助技术进行果蔬干燥可以显著降低果蔬的干燥时间,同时能够保持果蔬的色泽、味道和营养价值。
除了清洁和干燥,超声辅助技术在果蔬提取过程中也有着独特的应用。
很多果蔬中含有一些有益的活性成分,如维生素、多酚类物质等,这些成分对人体健康有着积极的作用。
然而,传统的提取方法往往存在一些问题,如提取效率低、操作繁琐等。
超声辅助技术利用声波的能量可以促进果蔬中活性成分的迁移和释放,提高提取效率。
研究发现,超声辅助提取方法可以提高果蔬中活性成分的提取率,并且对果蔬的物理和化学性质几乎没有影响。
此外,超声辅助技术还被应用于果蔬加工过程中的其他方面。
例如,超声波的振荡作用可以改变果蔬的细胞结构,提高果蔬的渗透性和可溶性,从而利于果蔬的腌制和浸泡。
超声辅助技术还可以用于果蔬中潜在的品质检测,如检测果蔬中的含水量、硬度等。
研究表明,超声辅助技术在果蔬加工领域的应用还有很大的发展潜力,可以进一步改善果蔬加工的过程和质量。
超声加工技术是一种利用高频声波振动来进行加工和处理材料的技术。
它在多个领域有广泛的应用,其应用现状和发展趋势如下:应用现状:食品工业:超声波在食品工业中用于食品分散、混合、杀菌和提取。
它有助于改善食品质量、延长保质期和提高生产效率。
医疗领域:超声波在医疗成像、药物输送、封闭伤口、清洁器械等方面有广泛应用。
例如,超声波成像用于超声检查和产前检查。
材料加工:超声波可用于金属焊接、塑料焊接、切割、清洗、打磨和去除杂质。
它在制造业中用于提高产品质量和生产效率。
化学工业:超声波可用于化学反应的促进、分散、乳化和催化。
它在合成化学和制药工业中具有潜力。
环保技术:超声波可用于废水处理、污泥处理和空气净化。
它有助于减少环境污染和资源浪费。
发展趋势:创新应用:超声加工技术的创新应用不断涌现,如超声制造、纳米材料合成、超声流变学等。
这些新应用有望扩大超声技术的领域。
自动化和智能化:超声加工设备逐渐实现自动化和智能化,包括自动控制、远程监控和数据分析。
这将提高生产效率和生产质量。
环保和节能:超声加工技术有望成为更环保和节能的加工方法。
它可以减少化学物质的使用、减少废物产生和降低能源消耗。
多模态集成:超声加工技术与其他加工技术的多模态集成将成为趋势,以满足复杂加工需求。
高效材料加工:超声加工技术将更多地用于高效的材料加工,如超声切割、精密焊接和制造微细结构。
国际合作:超声加工技术的研究和应用将在国际合作和跨学科研究方面取得更大突破。
总的来说,超声加工技术在各个领域都有潜力,其发展将受益于创新应用、自动化、环保和国际合作。
随着科技的进步,超声加工技术将不断拓展其应用范围,提高效率,降低成本,并在各个领域发挥更大的作用。
超声减摩发展现状
超声减摩技术是一种利用超声波在材料表面产生微小的振动来实现减摩效果的技术。
它可以应用于各个领域,如机械工业、汽车行业和航空航天领域等。
目前,超声减摩技术已经成为一种有效的减摩方法,被广泛应用于摩擦表面的润滑和摩擦减小领域。
与传统的摩擦减小方法相比,超声减摩技术具有许多优势。
首先,它可以在润滑条件下减少摩擦和磨损,从而延长材料的使用寿命。
其次,超声波可以产生微小的振动,使润滑剂更容易渗透到材料表面微小的缝隙中,从而提高润滑效果。
此外,超声减摩技术还可以降低润滑剂的使用量,减少对环境的污染。
在机械工业领域,超声减摩技术已经成功应用于轴承、齿轮和摩擦副等机械零部件的摩擦表面处理。
通过施加超声波,可以显著减少零部件之间的摩擦和磨损,提高机械零部件的工作效率和使用寿命。
在汽车行业领域,超声减摩技术被用于减少车辆发动机和传动系统的摩擦和磨损。
这不仅可以提高汽车的燃油效率和动力性能,还可以延长发动机和传动系统的使用寿命,减少维修和更换零部件的成本。
在航空航天领域,超声减摩技术被广泛应用于航空发动机和飞机结构的减摩处理。
通过施加超声波,可以有效减少飞机发动机和结构之间的摩擦和磨损,提高航空器的可靠性和安全性。
总之,在各个领域中,超声减摩技术都显示出极大的应用潜力。
随着科技的发展和研究的深入,相信超声减摩技术将会在未来得到更广泛的应用,并为相关领域带来更大的发展机遇。
超声加工技术的现状及发展趋势前言:超声波加工是利用超声振动工具在有磨料的液体介质中或干磨料中产生磨料的冲击、抛磨、液压冲击及由此产生的气蚀作用来去除材料,或给工具或工件沿一定方向施加超声频振动进行振动加工,或利用超声振动使工件相互结合的加工方法。
超声波加工技术是一种涉及面广且更新快的机械加工技术。
结合近年来超声加工技术的发展状况,综述了超声振动系统的研究进展和超声加工技术在深小孔加工、拉丝模及型腔模具研磨抛光、难加工材料的加工、超声振动切削、超声复合加工等方面的最新应用,并阐述了超声加工技术的发展趋势。
关键词:超声波加工、超声振动、声复合加工、应用、发展、正文:1、超声振动系统的研究进展及其应用超声振动系统由换能器、变幅杆和工具头等部分组成,是超声设备的核心部分。
在传统应用中,超声振动系统大都采用一维纵向振动方式,并按“全调谐”方式工作。
但近年来,随着超声技术基础研究的进展和在不同领域实际应用的特殊需要,对振动系统的工作方式和设计计算、振动方式及其应用研究都取得了新的进展。
日本研究成功一种半波长弯曲振动系统,其切削刀具安装在半波长换能振动系统细端,该振动系统换能器的压电陶瓷片采用半圆形,上下各两片,组成上下两个半圆形压电换能器(压电振子),其特点是小型化,结构简单,刚性增强。
日本还研制成一种新型“纵-弯”型振动系统,并已在手持式超声复合振动研磨机上成功应用。
该系统压电换能器也采用半圆形压电陶瓷片产生“纵-弯”型复合振动。
日本金泽工业学院的研究人员研制了加工硬脆材料的超声低频振动组合钻孔系统。
将金刚石中心钻的超声振动与工件的低频振动相结合,制造了一台组合振动钻孔设备,该设备能检测钻孔力的变化以及钻孔精度和孔的表面质量,并用该组合设备在不同的振动条件下进行了一系列实验。
实验结果表明,将金刚石中心钻的超声振动与工件的低频振动相结合是加工硬脆材料的一种有效方法。
另一种超声扭转振动系统已在“加工中心”用超声扭转振动装置上应用。
超声辅助加工发展现状及未来趋势分析超声辅助加工是一种利用超声波在材料加工过程中产生的力和微振动效应来提高加工效率和品质的新兴技术。
它在金属加工、陶瓷加工、玻璃加工、塑料加工等领域都有广泛应用。
本文将分析超声辅助加工的现状以及未来的发展趋势。
首先,我们来看超声辅助加工的现状。
随着加工技术的不断提升和超声辅助加工技术的逐渐成熟,越来越多的制造企业开始使用超声辅助加工技术。
超声辅助加工可以提高加工精度和表面质量,同时还能降低加工过程中的工具磨损和切削力,从而延长工具寿命。
通过超声辅助加工,可以实现对微小细节的加工,提高加工效率和加工精度,并缩短加工周期。
其次,超声辅助加工在不同领域的应用也在不断扩展。
在金属加工领域,超声辅助加工可以用来加工硬脆材料,如陶瓷、玻璃、石墨等,可以实现对高硬度材料的加工和切削。
在塑料加工领域,超声辅助加工可以用来实现对微细结构的加工,提高塑料制品的表面光洁度和尺寸精度。
在医疗领域,超声辅助加工技术可以用于植入物的制造和修复,具有很大的应用潜力。
超声辅助加工技术还具有许多优势。
首先,它可以降低热变形和应力集中现象,减少材料的退火现象,提高加工品质。
其次,超声辅助加工可以降低加工过程中的切削力和磨损,从而延长工具寿命。
此外,超声辅助加工可以减少加工过程中的切削力和振动,在一定程度上减少环境噪音和震动对设备的损坏。
在未来,超声辅助加工技术有着广阔的应用前景。
首先,随着高性能材料的不断发展和广泛应用,对高精度加工和特殊形状加工的需求也在增加。
超声辅助加工技术可以满足这一需求,提高加工精度和加工效率。
其次,随着人们对生活品质要求的提高,对制造品质和加工表面质量的要求也越来越高。
超声辅助加工技术可以实现对微细结构的加工,提高制造品质和加工表面质量。
此外,超声辅助加工技术在医疗领域也有广阔的应用前景,可以用于植入物的制造和修复。
未来随着超声辅助加工技术的不断发展和创新,它将能够适应各种复杂、高精度和高材料性能要求的加工需求。
超声振动精密磨削技术的发展1、引言随着科学技术的进步,金属间化合物、工程陶瓷、石英、光学玻璃等硬脆材料以及各种增韧、增强的新型复合材料因其高硬度、耐磨损、耐高温、化学稳定性好、耐腐蚀等优点在航空航天、国防科技、生物工程、计算机工程等尖端领域中的应用日益广泛;但由于这些材料的脆硬特性,传统加工方法已不能满足对这些材料零件的精密加工要求,,因此有关其精密超精密磨削加工技术便成为世界各国研究的热点。
超声振动精密磨削技术便是顺应这一需要而发展起来的技术之一。
超声振动磨削技术的基本原理为:由超声波发生器产生的高频电振荡信号(一般为16~25KHz)经超声换能器转换成超声频机械振动,超声振动振幅由变幅杆放大后驱动工具砂轮产生相应频率的振动,使刀具与工件之间形成周期性的切削。
即工具砂轮在旋转磨削的同时做高频振动。
超声加工技术的经历了从传统超声波加工到旋转超声波加工的发展阶段,旋转式超声加工是在传统超声加工的工具上叠加了一个旋转运动。
这种加工用水带走被去除的材料并冷却工具,不需要传统超声加工中的磨料悬浮液,因此,这种方法被广泛的运用于超声振动磨削加工中[6]。
2、超声振动磨削技术发展回顾1927 年,R.W.Wood 和 A.L.Loomis 就发表了有关超声波加工的论文,超声加工首次提出。
1945 年L.Balamuth 就申请了关于超声加工的专利。
20 世纪 50~60 年代日本学者隈部淳一郎发表了许多对振动切削进行系统研究的论文,提出了振动切削理论,并成功实现了振动磨削等加工 [8] 。
1960 年左右,英国 Hawell 原子能研究中心的科学家发明了新的超声磨削复合加工方法。
超声振动磨削加工在难加工材料和高精度零件的加工方面显示了很大的优越性。
1986 年日本学者石川健一受超声电机椭圆振动特性启发,首次提出了“椭圆振动切削方法”(elliptical vibration cutting)。
20 世纪 90 年代初,日本神户大学社本英二等人对超声椭圆振动切削技术进行了深入研究,其最具代表性的研究成果是利用金刚石刀具采用双激励双弯曲合成椭圆振动的方式对黑色金属淬火不锈钢进行精密车削,最小表面粗糙度可以达到 Ra0.0106um,不但解决了金刚石不能加工黑色金属的难题,而且使这项技术达到了实用化阶段。