論文摘要：為滿足復雜構(gòu)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(yōu)化于一體的三維超聲輔助砂帶磨削方法，分析了其運動特性和表面形成規(guī)律。然后，利用自主設(shè)計搭建的三維超聲輔助砂帶磨削裝置，探究了超聲振動對Inconel 718表面完整性的影響，然后結(jié)合表面完整性和磨粒運動特性揭示了表面形成機理。結(jié)果表明：法向超聲輔助砂帶磨削織構(gòu)峰高度減小并形成間歇性織構(gòu)，使其表面粗糙度減小。同時，磨粒法向高頻沖擊不僅增加了表面塑性變形，而且實現(xiàn)了沖擊強化。平面二維超聲輔助砂帶磨削減小了表面質(zhì)量方向性差異。然而，磨粒的偏轉(zhuǎn)特性使其具有較大表面粗糙度。二維超聲輔助砂帶磨削表面具有良好的綜合力學性能。磨粒的空間三維動態(tài)特性有效抑制各向異性應(yīng)力狀態(tài)，促進了材料均勻變形，能夠獲得近似各向同性表面織構(gòu)和較小表面粗糙度。其中，平面二維振動使磨削表面更加均勻；此外，磨粒的空間運動軌跡使其具有緩慢增加的切削深度，避免了大切深下材料塑性積累造成的撕裂損傷和磨粒偏轉(zhuǎn)造成的較大粗糙度。

        論文創(chuàng)新點及主要圖表

        論文為滿足復雜構(gòu)件的高性能加工要求，提出了三維超聲輔助砂帶磨削方法。并試驗探究了超聲輔助形式對Inconel 718表面完整性的影響規(guī)律，證實三維超聲輔助砂帶磨削可以實現(xiàn)表面強化和紋理優(yōu)化的協(xié)同加工，在改善表面質(zhì)量和減少表面完整性方向差異方面具有優(yōu)勢。并結(jié)合磨粒運動分析了不同超聲輔助形式下表面完整性的形成機理。

圖1 三維超聲輔助砂帶磨削原理圖

圖2 不同磨削工藝下的砂帶磨削表面形貌

圖3 不同磨削表面的截面微觀結(jié)構(gòu)

        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. https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2023.08.005

        李少川:重慶大學機械與運載工程學院在讀博士研究生，主要研究方向為抗疲勞加工、高性能表面砂帶磨削、超聲輔助磨削加工。發(fā)表學術(shù)論文7篇，申請發(fā)明專利2項。參與國家自然科學基金聯(lián)合基金、國家科技重大專項等國家、省部級項目共3項。獲得“重慶大學優(yōu)秀研究生”、“重慶大學優(yōu)秀畢業(yè)生”等榮譽稱號。

       論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1526612523007685?dgcid=coauthor