表面織構(gòu)化加工技術(shù)是改善表面性能、制備滿足不同需求功能化表面的重要方式,近年來已經(jīng)得到越來越多的關(guān)注和研究。雖然已有諸多加工方法應(yīng)用于微織構(gòu)表面的制備,但開發(fā)高效率、低成本、適用于大規(guī)模產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的織構(gòu)化加工技術(shù)仍然是當(dāng)前研究的重點和發(fā)展趨勢。一維超聲振動車削加工技術(shù)將傳統(tǒng)車削加工與超聲振動相結(jié)合,通過在切削過程中施加規(guī)律可控的超聲振動以改變刀具切削運動軌跡,同時匹配合理的工藝參數(shù),可簡單直接、快速高效的在工件表面加工出具有凹坑等形貌特征的微織構(gòu),為功能化表面的制備提供了一種極具發(fā)展?jié)摿Φ目棙?gòu)化加工方式。但目前關(guān)于一維超聲振動車削加工微織構(gòu)表面的研究尚少,相關(guān)理論與分析并不完善,因此,該表面織構(gòu)化加工技術(shù)值得進行深入研究與開發(fā)。本文從理論分析、仿真預(yù)測以及實驗驗證三個方面,系統(tǒng)性研究了兩種一維超聲振動車削（進給方向超聲振動車削和切深方向超聲振動車削）制備微織構(gòu)表面的加工機理以及工藝特性,主要研究內(nèi)容以及結(jié)論如下:（1）針對一維超聲振動車削的運動特點,進行了微織構(gòu)表面加工運動學(xué)分析。建立了進給方向超聲振動車削進給量及切削運動軌跡相位差方程,分析了切削刃在不同加工參數(shù)下的相鄰切削運動軌跡狀態(tài)... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：146 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 表面結(jié)構(gòu)化加工技術(shù)
        1.2.2 振動輔助切削加工
        1.2.3 振動切削在微織構(gòu)表面加工方面的應(yīng)用
    1.3 現(xiàn)有研究存在的問題
    1.4 課題來源及主要研究內(nèi)容
第2章 單向超聲振動車削加工微織構(gòu)表面運動學(xué)分析
    2.1 進給方向超聲振動車削加工微織構(gòu)表面運動學(xué)分析
    2.2 切深方向超聲振動車削加工微織構(gòu)圓柱表面運動學(xué)分析
        2.2.1 加工條件
        2.2.2 斷續(xù)切削型幾何運動模型
        2.2.3 連續(xù)切削型幾何運動模型
    2.3 切深方向超聲振動車削加工微織構(gòu)端面運動學(xué)分析
    2.4 本章小結(jié)
第3章 進給方向超聲振動車削加工微織構(gòu)表面仿真及實驗驗證
    3.1 超聲振動車削加工微織構(gòu)表面形貌仿真建模
        3.1.1 表面形貌仿真概述
        3.1.2 刀具幾何模型建立
        3.1.3 空間坐標(biāo)變換
        3.1.4 超聲振動切削運動方程
        3.1.5 空間和時間離散化處理
    3.2 進給方向超聲振動車削加工表面形貌仿真預(yù)測
    3.3 進給方向超聲振動車削加工微織構(gòu)表面實驗驗證
        3.3.1 實驗平臺搭建與方案設(shè)計
        3.3.2 實驗結(jié)果分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 切深方向超聲振動車削加工徽織構(gòu)表面仿真及實驗驗證
    4.1 斷續(xù)切削型微織構(gòu)圓柱表面形貌仿真預(yù)測分析
        4.1.1 刀具后角對微織構(gòu)形貌的影響規(guī)律
        4.1.2 轉(zhuǎn)速對微織構(gòu)形貌的影響規(guī)律
        4.1.3 切削刃圓角半徑和進給量對微織構(gòu)形貌的影響規(guī)律
    4.2 連續(xù)切削型微織構(gòu)圓柱表面仿真分析及實驗驗證
        4.2.1 刀具參數(shù)及材料對微織構(gòu)表面形貌的影響
        4.2.2 振動切削參數(shù)對微織構(gòu)表面形貌的影響
    4.3 切深方向超聲振動車削加工微織構(gòu)端面仿真分析及實驗驗證
        4.3.1 微織構(gòu)端面形貌仿真預(yù)測
        4.3.2 實驗驗證與分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 切深方向超聲振動車削加工微織構(gòu)表面性能研究
    5.1 不同刀具后角制備的微織構(gòu)圓柱表面潤濕性能研究
        5.1.1 試樣準(zhǔn)備與實驗方案
        5.1.2 實驗結(jié)果分析
    5.2 微織構(gòu)表面摩擦磨損性能研究
        5.2.1 試樣制備
        5.2.2 表面粗糙度
        5.2.3 表面微觀組織
        5.2.4 摩擦實驗方案
        5.2.5 摩擦實驗結(jié)果與分析
    5.3 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論及展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 課題研究的創(chuàng)新點
    6.3 展望
參考文獻
攻讀博士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及科研情況
致謝
學(xué)位論文評閱及答辯情況表


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于非光滑表面的直升機尾艙門減阻技術(shù)[J]. 王之良,陳平劍,胡偶.  南京航空航天大學(xué)學(xué)報. 2020(02)
[2]鯊魚皮盾鱗結(jié)構(gòu)減阻性能數(shù)值模擬[J]. 秦立果,孫紅江,楊浩,曾群鋒,張雅利,董光能.  中國科技論文. 2019(12)
[3]鈦合金高速旋轉(zhuǎn)超聲橢圓振動側(cè)銑削切屑特征和刀具磨損研究[J]. 劉佳佳,姜興剛,張德遠.  機械工程學(xué)報. 2019(19)
[4]表面織構(gòu)激光加工技術(shù)研究現(xiàn)狀分析[J]. 張娜,楊發(fā)展,劉緒超,劉國華,孫樹峰.  工具技術(shù). 2018(11)
[5]織構(gòu)化表面改性及其在生物材料上的應(yīng)用[J]. 秦立果,楊浩,劉斌,張輝,馮新安,張雅利,董光能.  表面技術(shù). 2018(09)
[6]Analysis of Machinable Structures and Their Wettability of Rotary Ultrasonic Texturing Method[J]. XU Shaolin,SHIMADA Keita,MIZUTANI Masayoshi,KURIYAGAWA Tsunemoto.  Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2016(06)
[7]振動輔助銑削加工仿生表面研究[J]. 白利娟,張建華,陶國燦,沈?qū)W會,王金軍.  中國機械工程. 2016(09)
[8]豬籠草內(nèi)表面微觀結(jié)構(gòu)及其浸潤性研究[J]. 張鵬飛,張德遠,陳華偉.  農(nóng)業(yè)機械學(xué)報. 2014(01)
[9]橢圓狀微織構(gòu)自潤滑車刀切削性能試驗[J]. 吳澤,鄧建新,邢佑強,程潔,趙軍.  農(nóng)業(yè)機械學(xué)報. 2012(07)
[10]振動切削技術(shù)的研究與發(fā)展應(yīng)用[J]. 周麗麗,張平寬,王慧霖,張宗彩.  煤礦機械. 2009(02)

博士論文
[1]二維橢圓振動輔助加工新方法及其裝置的研究[D]. 王榮奇.吉林大學(xué) 2017
[2]基體表面織構(gòu)化TiAlN涂層刀具的制備與應(yīng)用的基礎(chǔ)研究[D]. 張克棟.山東大學(xué) 2017
[3]超聲振動輔助銑削魚鱗狀表面成形機理及表面性能研究[D]. 陶國燦.山東大學(xué) 2016
[4]超聲振動輔助銑削加工技術(shù)及機理研究[D]. 沈?qū)W會.山東大學(xué) 2011



本文編號：3645645