最近，期刊《International Journal of Mechanical Sciences》发表了题为“Investigation on ultra-precision machining of eccentric shaft by applying UEVC”的论文。博士生王林为论文第一作者，张建国教授为论文通讯作者。

偏心轴作为机器人与自动化领域的关键部件，因其独特的几何形状以及所用SCM420H钢的高硬度、低断裂韧性，给加工带来了严峻挑战。在加工过程中极易发生脆性损伤（如断裂和裂纹），这不仅会缩短零件的使用寿命，也限制了其后续应用范围。为应对这些问题，本研究采用超声椭圆振动切削（UEVC）技术，建立了描述刀具‑工件相互作用与材料去除的运动学和数学模型。该模型通过预测与实验结果的高度吻合（决定系数 R² = 0.944，平均相对偏差 = 6.39%）得到了验证。研究进一步开展了传统磨削与UEVC的对比实验，利用扫描电子显微镜（SEM）、电子背散射衍射（EBSD）等表征手段，系统分析了微观组织特征、亚表面损伤机制及材料去除行为。结果表明：与磨削相比，UEVC 使表面粗糙度（Sa）降低了91.7%，圆柱度提高了73.5%，并实现了4.77 nm的超光滑表面。此外，UEVC能有效抑制亚表面损伤，将损伤层深度控制在约1.46 μm以内，从而避免了磨削加工中常见的微裂纹、材料剥落及脆性断裂等问题。这些发现凸显了UEVC技术在偏心类零件精密加工中的显著优势。

材料去除行为分析与预测模型构建过程示意图

本研究得到了国家自然科学基金（52225506, 52375430）的资助。

论文信息：L. Wang, Z. Bian, Z. Chen, S. Ma, G. Wang, Y. Feng, et al. Investigation on ultra-precision machining of eccentric shaft by applying UEVC. International Journal of Mechanical Sciences. 2025;296:110311.