論文摘要：為滿足復雜構件各向同性高性能加工的要求，提出了集表面強化和紋理優化于一體的三維超聲輔助砂帶磨削方法(fa)，分(fen)析了(le)(le)(le)其運動(dong)特(te)性(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)表(biao)面(mian)形(xing)成規律。然后(hou)，利用自主(zhu)設計搭建的(de)三(san)維超(chao)(chao)聲(sheng)輔(fu)(fu)助(zhu)砂(sha)帶磨(mo)削裝置，探究了(le)(le)(le)超(chao)(chao)聲(sheng)振動(dong)對Inconel 718表(biao)面(mian)完(wan)整性(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)影(ying)響，然后(hou)結(jie)(jie)合表(biao)面(mian)完(wan)整性(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)磨(mo)粒(li)運動(dong)特(te)性(xing)(xing)(xing)(xing)揭示了(le)(le)(le)表(biao)面(mian)形(xing)成機理。結(jie)(jie)果表(biao)明：法(fa)向(xiang)(xiang)超(chao)(chao)聲(sheng)輔(fu)(fu)助(zhu)砂(sha)帶磨(mo)削織(zhi)(zhi)構峰高(gao)度減小并形(xing)成間(jian)歇性(xing)(xing)(xing)(xing)織(zhi)(zhi)構，使其表(biao)面(mian)粗糙度減小。同時，磨(mo)粒(li)法(fa)向(xiang)(xiang)高(gao)頻沖擊不僅增加(jia)了(le)(le)(le)表(biao)面(mian)塑(su)性(xing)(xing)(xing)(xing)變形(xing)，而且實現了(le)(le)(le)沖擊強化。平面(mian)二(er)維超(chao)(chao)聲(sheng)輔(fu)(fu)助(zhu)砂(sha)帶磨(mo)削減小了(le)(le)(le)表(biao)面(mian)質量方向(xiang)(xiang)性(xing)(xing)(xing)(xing)差異。然而，磨(mo)粒(li)的(de)偏轉特(te)性(xing)(xing)(xing)(xing)使其具(ju)有(you)較大表(biao)面(mian)粗糙度。二(er)維超(chao)(chao)聲(sheng)輔(fu)(fu)助(zhu)砂(sha)帶磨(mo)削表(biao)面(mian)具(ju)有(you)良好(hao)的(de)綜(zong)合力(li)學(xue)性(xing)(xing)(xing)(xing)能。磨(mo)粒(li)的(de)空間(jian)三(san)維動(dong)態(tai)特(te)性(xing)(xing)(xing)(xing)有(you)效抑制各(ge)向(xiang)(xiang)異性(xing)(xing)(xing)(xing)應力(li)狀態(tai)，促進了(le)(le)(le)材(cai)料(liao)均勻變形(xing)，能夠(gou)獲(huo)得近似各(ge)向(xiang)(xiang)同性(xing)(xing)(xing)(xing)表(biao)面(mian)織(zhi)(zhi)構和(he)較小表(biao)面(mian)粗糙度。其中，平面(mian)二(er)維振動(dong)使磨(mo)削表(biao)面(mian)更加(jia)均勻；此外，磨(mo)粒(li)的(de)空間(jian)運動(dong)軌跡(ji)使其具(ju)有(you)緩慢增加(jia)的(de)切削深(shen)度，避免(mian)了(le)(le)(le)大切深(shen)下材(cai)料(liao)塑(su)性(xing)(xing)(xing)(xing)積累造成的(de)撕裂損(sun)傷(shang)和(he)磨(mo)粒(li)偏轉造成的(de)較大粗糙度。

        論文創新點及主要圖表

        論文為滿足復(fu)雜構件的高性(xing)(xing)能加工要求，提(ti)出了三維超(chao)聲(sheng)輔(fu)助砂(sha)(sha)帶磨削(xue)方(fang)法。并(bing)試驗探究了超(chao)聲(sheng)輔(fu)助形(xing)(xing)式對Inconel 718表(biao)(biao)面(mian)完(wan)整(zheng)性(xing)(xing)的影響規律，證(zheng)實三維超(chao)聲(sheng)輔(fu)助砂(sha)(sha)帶磨削(xue)可(ke)以實現表(biao)(biao)面(mian)強化和紋理(li)優化的協同加工，在改善表(biao)(biao)面(mian)質量和減少表(biao)(biao)面(mian)完(wan)整(zheng)性(xing)(xing)方(fang)向差異方(fang)面(mian)具有優勢。并(bing)結合(he)磨粒運動分(fen)析(xi)了不同超(chao)聲(sheng)輔(fu)助形(xing)(xing)式下表(biao)(biao)面(mian)完(wan)整(zheng)性(xing)(xing)的形(xing)(xing)成機理(li)。

圖(tu)(tu)1 三(san)維超聲輔助砂帶(dai)磨削(xue)原理圖(tu)(tu)

圖2 不同磨削工藝下(xia)的砂(sha)帶(dai)磨削表面形貌

圖(tu)3 不同磨削表面(mian)的截(jie)面(mian)微(wei)觀結(jie)構

        論文基本信息

        Shaochuan Li, Guijian Xiao, Yingxin Wang, Zeyong Zhao, Xiaoqin Zhuo, Benqiang Chen, Yun Huang. Multi-dimensional ultrasonic-assisted belt grinding on the surface integrity of Inconel 718[J]. Journal of Manufacturing Processes, 2023, 102（29）: 700-717. //doi.org/10.1016/j.jmapro.2023.08.005

        李少川:重(zhong)慶大學(xue)機械與運載工程學(xue)院(yuan)在讀(du)博士研究生(sheng)(sheng)，主要研究方向為抗疲(pi)勞加(jia)(jia)工、高(gao)性能表面砂帶磨(mo)削、超(chao)聲輔助磨(mo)削加(jia)(jia)工。發(fa)(fa)表學(xue)術論文7篇，申請發(fa)(fa)明(ming)專利2項(xiang)。參與國家自然科學(xue)基金聯(lian)合基金、國家科技重(zhong)大專項(xiang)等國家、省部級(ji)項(xiang)目共3項(xiang)。獲得“重(zhong)慶大學(xue)優秀(xiu)研究生(sheng)(sheng)”、“重(zhong)慶大學(xue)優秀(xiu)畢(bi)業生(sheng)(sheng)”等榮譽稱號。

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