針對工程陶瓷傳統(tǒng)磨削制孔存在表面質(zhì)量較差等問題,對超聲振動輔助加工及螺旋加工的工藝優(yōu)勢進行了歸納分析,提出了縱扭復合超聲振動螺旋磨削制孔的加工方法。利用超聲加工機床和白光干涉儀及馬爾表面輪廓儀,對縱扭復合超聲加工、縱向超聲加工和普通磨削加工對孔表面質(zhì)量的影響情況進行了研究;并進一步探究了施加縱扭復合超聲振動后超聲振幅、螺距、主軸轉(zhuǎn)速、螺旋進給速度對加工孔表面質(zhì)量的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明:相比縱向超聲加工和普通加工,縱扭復合超聲加工有利于提高制孔表面質(zhì)量;縱扭超聲螺旋磨削加工超聲振幅、螺距對孔底和孔壁表面粗糙度的影響趨勢相似,主軸轉(zhuǎn)速及螺旋進給速度對兩者表面粗糙度的影響趨勢總體上相反。

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【部分圖文】：

圖1縱扭復合超聲振動螺旋磨削制孔示意圖

縱扭復合超聲振動螺旋磨削制孔示意圖如圖1所示。圖1中,刀具中心軸與加工孔的中心軸偏離一定距離,在工件沿X軸、Y軸的進給運動和刀具沿Z軸進給運動的共同作用下,刀具以一定的進給速度沿著螺旋線運動;同時,對刀具施加縱扭復合超聲振動及主軸轉(zhuǎn)動,從而使磨粒與工件發(fā)生相互作用,實現(xiàn)材料的去除....

圖2超聲機床及檢測儀器

本次實驗所使用的超聲機床及檢測儀器如圖2所示。從圖2中可以看到,縱扭超聲刀柄變幅桿上存在斜槽,其作用為將部分縱向超聲振動轉(zhuǎn)化為扭轉(zhuǎn)超聲振動,實現(xiàn)縱扭共振[10]。

圖3不同轉(zhuǎn)速下加工方式對孔表面質(zhì)量的影響

由此可見,縱扭復合超聲加工有利于降低孔底和孔壁的表面粗糙度,提高制孔表面質(zhì)量,將可能成為一種更有效的制孔方式。因此,進一步探究縱扭超聲振動加工工藝參數(shù)對孔壁和孔底表面質(zhì)量的影響規(guī)律十分必要。

圖4超聲振幅對孔底和孔壁表面粗糙度的影響

造成孔底表面粗糙度變化的原因主要是因為增大超聲振幅,材料脆塑轉(zhuǎn)變臨界深度增大[11],從而提高材料塑性去除的比例;同時,一個周期內(nèi)磨粒與工件材料的分離時間占比增大,更有利于切屑排出及切削液進入加工區(qū)域改善加工環(huán)境。因此,孔底的表面質(zhì)量得到提高。而造成孔壁表面粗糙度變化的原因主要是....

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