通过自行研制扫描隧道显微镜(Scanning Tunneling Microscope ,以下简称STM)检测了超精机械加工试件表面微观形貌,生成三维立体形貌图,对微观形貌图进行分析. 了解相关的加工机理及微观表面形貌缺陷发生的原因,为提高超精加工表面质量及优化加工工艺过程提供了一些参考依据.

为了提高磨料水射流的加工性能,设计了超声辅助微细磨料水射流加工系统,磨料供给采用前混合方式。超声喷嘴装置是该系统的关键,并研究了其加工机理,利用超声振动产生具有空化效应的脉冲水射流,通过脉冲射流的高强度动压力作用和空化作用以提高磨料水射流的加工能力。变幅杆是超声装置的核心部件,通过有限元分析验证变幅杆的性能,确保变幅杆能够有效且准确地工作。冲蚀实验证明:超声振动作用可以提高冲击力及材料去除率。然而,随着振幅的增加,表面质量下降。

非金属硬脆材料通常具有高硬度、高脆性、高耐磨性、高抗氧化性以及高抗蚀性等优良性能在航天、机械及医疗等领域有着广泛的应用。由于其高硬度和高脆性等固有属性在机械加工过程中很容易有细小裂痕产生降低了综合性能和寿命。该文在研究了磨料水射流加工原理及抛光技术的基础上从磨料水射流单次抛光去除体积入手建立了磨料水射流单次抛光最大去除深度模型并通过实验进行了验证验证结果表明该模型具有很高的可靠性。

现阶段成熟的加工方法或多或少存在一些瓶颈因素制约了加工精度的进一步提升磨料水射流应用于切割加工属于一种新型的方法该文通过对切割进行理论研究及仿真分析与实验对比从而深入了解切割加工机理。