工程陶瓷纵扭复合超声振动螺旋磨削制孔表面质量研究

发布时间：2024-03-10 02:26

　　针对工程陶瓷传统磨削制孔存在表面质量较差等问题,对超声振动辅助加工及螺旋加工的工艺优势进行了归纳分析,提出了纵扭复合超声振动螺旋磨削制孔的加工方法。利用超声加工机床和白光干涉仪及马尔表面轮廓仪,对纵扭复合超声加工、纵向超声加工和普通磨削加工对孔表面质量的影响情况进行了研究;并进一步探究了施加纵扭复合超声振动后超声振幅、螺距、主轴转速、螺旋进给速度对加工孔表面质量的影响规律。研究结果表明:相比纵向超声加工和普通加工,纵扭复合超声加工有利于提高制孔表面质量;纵扭超声螺旋磨削加工超声振幅、螺距对孔底和孔壁表面粗糙度的影响趋势相似,主轴转速及螺旋进给速度对两者表面粗糙度的影响趋势总体上相反。

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

图1纵扭复合超声振动螺旋磨削制孔示意图

纵扭复合超声振动螺旋磨削制孔示意图如图1所示。图1中,刀具中心轴与加工孔的中心轴偏离一定距离,在工件沿X轴、Y轴的进给运动和刀具沿Z轴进给运动的共同作用下,刀具以一定的进给速度沿着螺旋线运动;同时,对刀具施加纵扭复合超声振动及主轴转动,从而使磨粒与工件发生相互作用,实现材料的去除....

图2超声机床及检测仪器

本次实验所使用的超声机床及检测仪器如图2所示。从图2中可以看到,纵扭超声刀柄变幅杆上存在斜槽,其作用为将部分纵向超声振动转化为扭转超声振动,实现纵扭共振[10]。

图3不同转速下加工方式对孔表面质量的影响

由此可见,纵扭复合超声加工有利于降低孔底和孔壁的表面粗糙度,提高制孔表面质量,将可能成为一种更有效的制孔方式。因此,进一步探究纵扭超声振动加工工艺参数对孔壁和孔底表面质量的影响规律十分必要。

图4超声振幅对孔底和孔壁表面粗糙度的影响

造成孔底表面粗糙度变化的原因主要是因为增大超声振幅,材料脆塑转变临界深度增大[11],从而提高材料塑性去除的比例;同时,一个周期内磨粒与工件材料的分离时间占比增大,更有利于切屑排出及切削液进入加工区域改善加工环境。因此,孔底的表面质量得到提高。而造成孔壁表面粗糙度变化的原因主要是....

本文编号：3924099