超声振动辅助下硬脆材料磨削划擦性能分析.pdf
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1、第5期2 0 2 3年10 月石河子科技中图分类号:TH161文献标识码:B文章编号:1008-0899(2023)10-0021-02采用超声辅助磨削方式可以对工程陶瓷材料加工性能发挥显著改善效果,但根据国内外文献报道发现当改变振动模式或参数时产生的效果也存在明显区别。为准确分析掌握超声辅助磨削效果,为生产实践提供指导意义,还需针对超声辅助磨削加工过程开展更加深入研究1-2。在超声振动状态下对单点金刚石压头开展划痕测试是分析超声辅助磨削加工机制,特别是单颗磨粒去除性能评价的一种高效方法3。上述方法可以对单颗磨粒发生的磨削过程进行模拟,能够从微观层面探讨超声振动对磨削加工的效果4。目前已有很多
2、学者开展了以上研究工作。通常都是根据单颗磨粒划擦的效果构建对应的数学模型,再通过砂轮磨削实验对模型开展验证,并未根据单颗粒划擦效果验证模型性能5-6。本文选择金刚石压头模拟砂轮单颗磨粒为测试对象,针对不同划擦深度下常规划擦与超声振动划擦测试。1试验条件利用金刚石压头组成机床刀柄再对刀具进行夹持固定,根据机床进给速度设定划擦速度参数,并且刀柄处较易产生超声振动,由此完成超声振动辅助划擦的效果。本实验以加工中心(US70,DMG)作为测试系统,通过直线运动系统开展划擦测试,将机床横向进给速度设定在0.1m/min。为准确设定切入点位置,选择声发射仪器和测力仪完成对刀控制。以下给出了具体处理步骤:保
3、持压头以缓慢速度降低到阈值范围外的声发射信号,再以该此点位置作为零点。采用 30mm30mm10mm 方形碳化硅陶瓷试样,洛氏金刚石压头,保持其切削锥角为120,刃半径为 25m。压头和超声刀柄质检以螺纹结构相连。设定划痕超声振幅0m、1.55m与3.1m,再将其他参数都设定为同样数值。利用基恩士VK-X260K激光共聚焦显微镜观察工件表面微观形貌,通过自主开发的表面形貌分析软件对测试结果开展统计分析。2测试方案本文将试样置于共聚焦显微镜下进行划痕微观形貌表征,结合形貌测试参数分析划痕尺寸与面积的影响因素。按照图1方式对划痕微观形貌进行表征,采用激光共聚焦显微镜测试划痕组织形貌。结合初始平面分
4、辨划痕沟槽、凸起与初始平面范围。图1数据处理流程3划擦力分析图2所示,不同划痕切入深度下形成的法向划擦力。结果发现,两种划擦方式下形成的法向划擦力跟切入深度之间都保持线性变化趋势,通过线性超声振动辅助下硬脆材料磨削划擦性能分析(新乡职业技术学院,数控技术学院,河南新乡市,453006)杨杨摘要以碳化硅陶瓷材料作为硬脆材料,设置不同划擦深度下的常规划擦方式与超声振动划擦方式测试。研究结果表明:设置超声辅助时发生了法向划擦力的大幅减小。将超声振幅提高到3.1m时形成了比1.55m更大程度的切向划擦力降幅。增大切入深度时,划擦力比持续升高,压头发生磨损会引起划擦力比的轻微降低。该研究有助于提高表面机
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