6

哈爾濱理工大學機械動力工程學院梁奉爽等指出，碳化硅是空間光學元件理想材料之一，但其磨削亞表面會產生較嚴重的面損傷，影響光學元件生產效率、性能發揮及使用壽命。為了更好地控制碳化硅超聲磨削亞表面損傷，開展了超聲輔助磨削數值仿真和試驗研究，建立磨粒的運動軌跡方程，研究加工參數對運動學特性的影響規律，分析超聲振動輔助對磨削過程材料去除的影響機理，討論加工參數影響下的碳化硅超聲磨削去除機理和亞表面損傷特征，建立亞表面損傷深度預測模型。結果表明，施加超聲振動輔助后磨粒的運動學特性發生周期性變化，磨粒周期性地沖擊工件；碳化硅在超聲磨削過程中主要有三種去除方式：穿晶裂紋撕裂晶粒發生脆性斷裂去除、晶界裂紋擴展至碳化硅表面導致單顆晶粒脫落以及晶界裂紋沿多顆晶粒的晶界擴展至碳化硅表面導致塊狀脫落；經驗證，亞表面損傷深度模型預測精度較好，預測值與檢測值的方差為0.219。

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南方科技大學機械與能源工程系武韓強等認為，鑒于鈦合金的難加工特性，提出了超聲輔助等離子體氧化改性磨削新方法。首先介紹了新方法的加工原理，并基于加工原理構建了實驗裝置；其次就不同電解質溶液對等離子體氧化層生長方向，工藝參數對等離子體氧化層厚度的影響規律開展研究；隨后表征等離子體氧化層表面主要化學成分、顯微硬度，并利用單點磨削實驗揭示等離子體氧化層的材料去除行為；最后對比有、無氧化層的磨削加工特性。研究表明： Na2SO4溶液下的氧化層主要向內生長；在工藝參數中，降低進給速度和增加超聲振幅可以提升氧化層厚度；氧化層較低的硬度和疏松多裂紋結構提高了鈦合金的切削加工性。相比于無氧化層的傳統磨削，超聲輔助等離子體氧化改性生成的氧化層可以降低磨削力，提升表面質量，減少砂輪磨粒脫落和磨屑粘附。

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上海工程技術大學機械與汽車工程學院吳淑晶等認為，綜述多能場高性能加工復雜曲面關鍵技術的最新進展，展示該領域研究成果中的關鍵科學與技術問題。首先，系統分析了超聲振動輔助加工技術、激光加工技術和電火花加工技術等高能場在復雜曲面加工中的應用形式與工藝特點。其次，揭示了電解加工技術、微量潤滑綠色輔助加工技術和磁力輔助研磨加工技術等非高能場加工技術對復雜曲面加工效率與表面質量的影響機制。同時，將多個能場的優勢相結合，突破多能場應用的關鍵技術，改善復雜曲面的加工效果。系統分析了多能場復合加工技術中低能場與低能場、高能場與低能場耦合的技術發展現狀。最后，分析多能場復合加工技術中能場疊加帶來的技術局限性，并對該技術領域未來的發展態勢進行展望，為多能場高性能加工復雜曲面的工程應用提供參考。

探花

華僑大學制造工程研究院溫秋玲等指出，玻璃、半導體、藍寶石、陶瓷和硬質合金等硬脆性材料被廣泛應用于建筑、生物醫療、航空航天、集成電路、新能源、光電顯示、軌道交通、海洋等領域。但是其高硬度、大脆性、高耐磨性和耐腐蝕等特性也給它們的加工帶來巨大挑戰。目前，機械加工、離子束加工、化學蝕刻、激光加工等方式是加工硬脆性材料的主要方法。但是這些加工方式依然存在加工效率和加工質量不可兼得的瓶頸問題。為此，研究人員提出了將激光加工和其他加工方式結合起來的復合加工方法，旨在實現硬脆性材料的高質量和高效率加工。概述了主流的基于激光復合的硬脆材料加工方法，主要包括其他方式輔助激光加工、激光輔助其他方式加工、激光輔助激光加工；重點闡述了這些激光復合加工技術的加工原理、研究現狀和加工效果；總結了不同激光復合加工方法的優勢、局限性和應用場景，最后對激光復合加工硬脆性材料的未來發展趨勢提出了展望。

榜眼

北京理工大學機械與車輛學院蘇志朋等指出，微銑削是實現航空微小零件精密加工的主要方法，但是受尺寸效應影響，使用該工藝加工鈦合金等塑性高且強度大的材料時，易產生嚴重的切削變形以及毛刺等缺陷，影響微小零件加工質量。針對鈦合金微槽加工過程中出現塑性變形大以及毛刺損傷嚴重的問題，提出超聲螺線輔助銑磨加工方法，將平面加工軌跡轉變為三維螺線，進而實現微銑磨工具的端面和圓柱面與工件周期性分離，降低微銑磨力，改善微槽加工質量。開展超聲輔助鈦合金微槽銑磨加工仿真與試驗研究，對比分析不同超聲振動方式對微槽毛刺尺寸、表面質量、分形維數以及微銑磨力的影響，結果表明，相比無超聲輔助、縱扭超聲輔助以及切向超聲輔助加工方法，超聲螺線輔助加工得到毛刺尺寸最小，表面粗糙度最低，分形維數最大，微銑磨力最小。鈦合金微槽加工質量得到了提高。驗證了超聲螺線輔助加工方法在鈦合金微槽加工中的優勢。

狀元

大連理工大學高性能精密制造全國重點實驗室董志剛等認為，碳纖維增強陶瓷基復合材料(Cf/SiC復合材料)具有良好的化學和熱穩定性、高比強度、耐高溫以及低密度等優點，被廣泛應用于航空航天、高速列車以及核能等領域。目前陶瓷基復合材料構件普遍采用近凈成形技術制備，但仍需進行二次加工以滿足最終裝配的尺寸精度和幾何公差。然而，由于Cf/SiC復合材料具有各向異性和多相非均質的材料特性，其高效低損傷加工需求備受關注。因此，系統地綜述了文獻報道的Cf/SiC復合材料超聲振動輔助銑削加工技術相關研究進展。首先概述了陶瓷基復合材料傳統機械加工以及特種能場輔助加工技術的研究現狀。其次，從陶瓷基復合材料超聲振動輔助銑削加工過程中直角切削試驗和有限元仿真兩方面總結了材料去除機理和超聲作用機制；介紹了陶瓷基復合材料超聲振動輔助銑削中切削力建模的方法和陶瓷基復合材料加工表面損傷及其剩余強度方面的研究。最后，分析了陶瓷基復合材料超聲振動輔助銑削加工的發展趨勢以及展望未來研究方向。

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責任編輯：杜蔚杰

責任校對：張 強

審 核： 張 強

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