微細旋轉超聲加工機理及相關技術研究.pdf

1、微細旋轉超聲加工(Micro Rotary Ultrasonic Machining:μRUM)是一種結合了超聲加工(Ultrasonic Machining:USM)和磨削加工優(yōu)點的新型復合特種加工方法。與傳統(tǒng)的電加工方法相比,μRUM對材料的導電性沒有要求,并可以較好的保持工件原有特性,因此在非導電硬脆性材料的微細加工領域有重要的應用價值。但目前μRUM的機理尚不完全明確,在一定程度上限制了該方法的進一步發(fā)展。
　　本文首先針

2、對μRUM的工藝特點,設計了基于恒定速率進給的μRUM加工裝置;在此基礎上根據(jù)實驗需求搭建了軸向力測量系統(tǒng)并編寫了基于LabVIEW的軸向力采集軟件。
　　開展了μRUM中材料塑性去除模式的研究,在考慮主軸旋轉運動對材料去除形狀影響的基礎上,得到了新的材料塑性去除模型;模型驗證實驗結果表明:在低進給速率下,理論值與實驗值吻合的較好;隨著進給速率的增加誤差逐漸變大,這主要是材料的去除模式隨著進給速率的增加發(fā)生轉變所導致的。
　

3、　對μRUM加工碳化硅(SiC)陶瓷過程中的軸向力展開了研究。對軸向力的頻域分析表明其中包含了由刀具變形引起的低頻信號和由超聲振動帶來的高頻信號。在此基礎上分別擬合了加工參數(shù)對軸向力、軸向力低頻信號周期和磨粒切深的經驗公式。此外,還分析了軸向力對工具磨損類型的影響。
　　除此之外,設計了響應曲面實驗探索了μRUM加工鈦合金中的軸向力特性;分析了加工參數(shù)對軸向力、軸向力低頻信號周期、切深的影響;在此基礎上,利用COMSOL Mult