用有限元法研究微细钻头振动钻入的动力学特性

振动钻削在定心精度、孔表面质量、钻头寿命和出口毛刺等方面，均优于普通钻削。针对其优良的工艺效果，特别是钻入时的高定心精度和小横向偏移等现象，目前尚不能作出最有说服力的解释。为了更加深入地研究振动钻入机理，在继承国内外相关技术成果的：基础上，利用有限元方法对振动钻入的瞬时过程进行了更加深入地研究，以便为将来进一步研究振动钻削加工过程控制技术提供技术支撑。     

超声振动车削装置设计

在切削加工领域，提高加工精度方法很多，其中一个非常重要的研究方向在于努力减小切削过程中的切削力和切削热。超声振动切削技术在降低切削力和切削热方面有重要的作用，可以较好地解决难加工材料、难加工零件以及精密加工等方面的一些工艺问题。为了推广应用这项新技术，文章基于超声振动切削理论，设计了一套超声振动车削装置，为实现黑色金属薄壁零件的精密加工提供了新的途径。     

工程——工程学科研究进展

本年度进行的工程设计是为保证产品在加工、装配、试验过程中能满足设计要求而进行的辅助产品的设计。开展了微细深孔钻削装置设计、装配装置设计、真空系统改进设计及振动试验夹具设计等，这些辅助产品对保证产品质量，按时地完成生产任务起到了重要作用。     

基于ABAQUS的微细电火花超声振动主轴 仿真研究*

微细电火花技术凭借自身的特点和优势,在航空航天、医疗器械等领域发挥着重要的作用。超声振动辅助电火花加工在传统电火花加工中引入超声振动,加工精度和加工效率明显提高。作为核心部件,超声振动主轴的设计尤为重要。但传统设计过程,大大延长了研发周期和增加了成本,,因此,采用仿真方式进行研究具有重要的意义。本文对设计的微细电火花超声振动主轴的进行了仿真研究,通过ABAQUS进行了模态分析和谐响应分析,得到了超声振动主轴的谐振频率和输出振幅等参数。超声振动主轴的测试实验验证了仿真结果的正确性。     

脆性光学材料的超声磨削实验研究

分别采用超声磨削和普通磨削加工方法加工了几种脆性光学材料,研究了几种主要工艺参数对工件加工表面粗糙度的影响。结果表明,超声频率和振幅、金刚石磨料粒度、切深、工具的横向进给速度和旋转速度等工艺参数对表面粗糙度的影响较大。通过比较发现,超声磨削方法比普通磨削方法具有更好的加工表面粗糙度,更高的材料去除率,以及更低的工具磨损量。     

强力超声珩磨在高强度钢深孔加工中的应用

高强度钢深孔的珩磨加工一直是工厂生产中的技术难题，本文作者使用自行研制的φ１２２ｍｍ卧式深孔强力超声珩磨装置对高强度钢深孔进行了大量的强力超声珩磨试验，超声珩磨使用了人造金刚石和立方氮化硼油石，试验结果表明，在同样条件下，强力超声珩磨可提高珩磨效率１～３倍，提高磨削比１．３４倍，表面粗糙度达到Ｒａ０．８μｍ     

材料的微细加工技术研究

在微传感器、执行器、集成光学器件、高分辨探测器等的研究中,材料的非机械微细加工技术是一种必不可少的成型技术。通过相关课题的研究,开展了反应离子刻蚀技术和聚焦离子束精密加工技术研究,进行了金刚石薄膜等材料的微细加工技术实验研究,掌握了基本的实验流程和实验技能。     

一种新型的超声加工深小孔的工具系统

传统超声加工用工具或者很短,或者按半波长整数倍叠加.加工中工具长度的大量磨损会明显降低加工效率,因而必须经常更换工具.本文提出一种新型的超声加工深小孔的工具系统,能以特殊的方式工作.工具长度任意,加工中工具长度变化允许达80％;仅仅需要适当调节电发生器频率就能良好工作.本工具系统已成功地用在超声加工玻璃深小孔(圆形和异形孔),在玫璃上加工出直径6mm、深达280mm的孔.加工效率至少可以与常规方法相比. 观测了具有等截面细长杆的复合振动系统的频率特性和工具系统的振动模式,得出了工具杆“局部共振”的结论.初步探讨了产生这种共振的条件及其形成机理. 局部共振现象,应当还可用在高功率超声的其它场合.     

激光分离脆性材料的研究

传统分离脆性材料的技术由于易产生残余应力、显微裂纹与边部碎屑等缺陷，越来越不能满足半导体工业高精度与高清洁度的要求。激光微细加工技术以无污染、无接触及加工精度高、操作柔性好等优势，正成为一种很有潜力的脆性材料精密加工技术。介绍了用于分离脆性材料的几种典型激光微细加工技术，包括激光烧蚀切割技术、激光诱导张应力控制微裂纹扩展技术与激光剥离技术的工艺原理、特点及研究现状，指出了其存在的主要问题并探讨了其改进措施。最后预测了激光分离技术的发展前景。     

周期性扇形孔结构对斜槽型纵扭复合模态超声振动系统性能的影响*

为了解决基于斜槽结构的模式转换型纵扭复合模态超声振动系统存在的扭转分量较小、纵、扭转化效率较低的问题,论文对基于周期性扇形孔和斜槽结构的模式转换型纵扭复合模态超声振动系统进行了研究,主要仿真分析了扇形孔结构参数对基于斜槽结构的模式转换型纵扭复合模态超声振动系统谐振频率、扭转振幅、旋转角度和剪切应力的影响规律,并找到使系统获得最佳纵扭转换效率的扇形孔结构参数,且求解出扇形孔结构的引入对系统性能的改善幅度。