超声振动辅助加工表面微结构及其特性研究进展 被引量：15

1

作者 张存鹰 赵波 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期259-274,共16页

针对超声振动复合加工方法种类繁多且表面微结构指征复杂等问题,阐述了表面微结构的内容和研究现状,论述了国内外超声切削、磨削、表面强化等方法的加工原理及超声振动加工表面微结构特性的试验研究方法,归纳了超声振动条件下表面粗糙... 针对超声振动复合加工方法种类繁多且表面微结构指征复杂等问题,阐述了表面微结构的内容和研究现状,论述了国内外超声切削、磨削、表面强化等方法的加工原理及超声振动加工表面微结构特性的试验研究方法,归纳了超声振动条件下表面粗糙度、表面微观形貌的建模方法及其特点,讨论了实验回归建模、数值解析建模和神经网络建模的研究进展,并预测了国内外超声振动表面加工的新技术领域和发展方向,对改善高性能难加工材料的表面微结构特性具有重要意义。 展开更多

关键词 超声振动加工 表面微结构 表面形貌 表面粗糙度 表面建模

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难加工材料铣削残余应力研究进展 被引量：12

2

作者 焦锋 牛赢 赵波 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期267-273,共7页

镍基高温合金、钛合金等材料具有良好的高温强度、耐热性和耐腐蚀性等优异性能,已广泛应用于航空航天领域,然而这些材料属于典型的难加工材料,其相对切削加工性能很差,且已加工表面易产生显著残余拉应力,严重影响零部件使用寿命及性能... 镍基高温合金、钛合金等材料具有良好的高温强度、耐热性和耐腐蚀性等优异性能,已广泛应用于航空航天领域,然而这些材料属于典型的难加工材料,其相对切削加工性能很差,且已加工表面易产生显著残余拉应力,严重影响零部件使用寿命及性能。通过适当的方法调整和控制已加工表面的残余压应力,可以明显提高零件疲劳强度和耐腐蚀性。压应力制造技术是指以获得残余压应力为目标的制造技术,是一种典型的抗疲劳方法。将超声技术与其他加工方法复合实现残余压应力的主动控制,是目前抗疲劳制造技术的主要方法之一。然而,由于受超声加工的临界速度限制,超声与高速复合加工的研究相对较少,但两者均是目前压应力制造领域高度关切的先进加工方法,如果两者能有效复合,必将使核心部件制造在保证更加优良的抗疲劳性能的同时,获取更高的效率。通过分析铣削加工、高速加工以及超声振动加工中残余应力的研究现状,提出可将高速加工和超声振动加工相结合,从而实现难加工材料的高效压应力制造。 展开更多

关键词 难加工材料 压应力 高速加工 超声振动加工 残余应力 抗疲劳制造

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陶瓷基复合材料超声振动辅助加工技术研究现状 被引量：2

3

作者 韩蕾 史振宇 +3 位作者 袭建人 杨晓涛 张成鹏 王继来 《工具技术》 北大核心 2024年第3期3-20,共18页

陶瓷基复合材料具有高硬度、高强度、高耐磨性和耐腐蚀性等一系列优点,在航空航天、特种防护等领域具有极大的应用前景,同时陶瓷基复合材料的高精度高效率加工依靠传统机械生产方式难以实现。超声振动辅助加工技术在陶瓷基复合材料的深... 陶瓷基复合材料具有高硬度、高强度、高耐磨性和耐腐蚀性等一系列优点,在航空航天、特种防护等领域具有极大的应用前景,同时陶瓷基复合材料的高精度高效率加工依靠传统机械生产方式难以实现。超声振动辅助加工技术在陶瓷基复合材料的深小孔、薄壁和复杂型面加工等领域应用日益广泛,并形成了特有的行业体系,是精密、超精密制造领域发展的重要方向。针对近年来陶瓷基复合材料的超声振动辅助加工技术的发展状况,概述了陶瓷基复合材料和超声振动系统的研究现状,系统介绍了陶瓷基复合材料加工领域超声振动辅助磨削、钻削以及旋转超声加工和微细超声加工的应用和研究现状,并对超声振动辅助加工技术的应用趋势进行了总结和展望。 展开更多

关键词 超声振动加工 陶瓷基复合材料 超声振动系统 超声振动辅助磨削 旋转超声加工

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超声振动车削的研究现状 被引量：7

4

作者 陈天驰 杨海峰 +3 位作者 赵恩兰 郝敬宾 钱济国 朱华 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2013年第7期5-8,共4页

对超声振动车削的特点进行详细的介绍。介绍了超声振动车削的分类方式:一维超声直线振动车削、二维超声椭圆振动车削和三维超声3D振动车削,同时论述了一维超声直线振动车削、二维超声椭圆振动车削和三维超声3D振动车削的切削原理、研究... 对超声振动车削的特点进行详细的介绍。介绍了超声振动车削的分类方式:一维超声直线振动车削、二维超声椭圆振动车削和三维超声3D振动车削,同时论述了一维超声直线振动车削、二维超声椭圆振动车削和三维超声3D振动车削的切削原理、研究现状与应用。最后总结了超声振动车削现阶段所存在的问题并提出了今后的发展趋势。 展开更多

关键词 超声振动系统 超声振动加工 超声振动切削

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钛合金超声振动车削数值模拟 被引量：8

5

作者 庞宇 马原 +1 位作者 许超 冯平法 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2019年第2期83-88,共6页

钛合金作为一种轻型优质的结构材料,被广泛应用在航天航空等领域。同时,钛合金也是一种难加工材料,传统切削工艺难以实现钛合金高质高效加工。超声振动辅助加工是将超声信号转换为机械振动,使工件与刀具周期性分离,从而实现加工的方法。... 钛合金作为一种轻型优质的结构材料,被广泛应用在航天航空等领域。同时,钛合金也是一种难加工材料,传统切削工艺难以实现钛合金高质高效加工。超声振动辅助加工是将超声信号转换为机械振动,使工件与刀具周期性分离,从而实现加工的方法。以TC4钛合金为研究对象,建立了Abaqus二维车削有限元模型,开展了普通车削与超声振动车削钛合金的数值模拟对比研究。仿真结果表明:超声振动车削钛合金可以有效减小加工过程中的平均切削力以及刀尖切削温度,且在设定的参数范围内,振幅越大,改善效果越明显。 展开更多

关键词 钛合金 超声振动加工 数值模拟 切削力 切削温度

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多种能场高性能加工复杂曲面关键技术研究进展

6

作者 吴淑晶 王大中 +5 位作者 谷顾全 黄帅 董国军 郭国强 安庆龙 李长河 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期152-167,共16页

综述多能场高性能加工复杂曲面关键技术的最新进展,展示该领域研究成果中的关键科学与技术问题。首先,系统分析了超声振动辅助加工技术、激光加工技术和电火花加工技术等高能场在复杂曲面加工中的应用形式与工艺特点。其次,揭示了电解... 综述多能场高性能加工复杂曲面关键技术的最新进展,展示该领域研究成果中的关键科学与技术问题。首先,系统分析了超声振动辅助加工技术、激光加工技术和电火花加工技术等高能场在复杂曲面加工中的应用形式与工艺特点。其次,揭示了电解加工技术、微量润滑绿色辅助加工技术和磁力辅助研磨加工技术等非高能场加工技术对复杂曲面加工效率与表面质量的影响机制。同时,将多个能场的优势相结合,突破多能场应用的关键技术,改善复杂曲面的加工效果。系统分析了多能场复合加工技术中低能场与低能场、高能场与低能场耦合的技术发展现状。最后,分析多能场复合加工技术中能场叠加带来的技术局限性,并对该技术领域未来的发展态势进行展望,为多能场高性能加工复杂曲面的工程应用提供参考。 展开更多

关键词 多场复合加工 复杂曲面薄壁件 超声振动加工 微量润滑技术 电化学加工 激光加工

原文传递

超声波振动加工中的自动调谐技术研究 被引量：3

7

作者 周正干 王春生 +2 位作者 张波 张德远 李和平 《制造业自动化》 2000年第4期20-23,共4页

本文以超声波振动切削为例介绍了超声波振动加工中自动调谐技术的实现方法。文章首先简单介绍了超声波振动切削系统的组成 ,然后分析了系统中换能器的电阻抗特性 ,提出了振动加工中自动调谐技术的实现方法 ,最后给出了该方法在振动切削... 本文以超声波振动切削为例介绍了超声波振动加工中自动调谐技术的实现方法。文章首先简单介绍了超声波振动切削系统的组成 ,然后分析了系统中换能器的电阻抗特性 ,提出了振动加工中自动调谐技术的实现方法 ,最后给出了该方法在振动切削系统中的试验效果。 展开更多

关键词 超声波振动加工 自动调谐 换能器 振动切削

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提升304不锈钢加工表面的单激励三维振动切削装置设计

8

作者 刘晓寒 邹平 +1 位作者 曲圆辉 方立廷 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期816-823,共8页

为了解决传统成型加工过程中304不锈钢材料表面质量差､易产生毛刺等问题,设计了一种新型三维超声振动切削装置并进行了实验研究.首先通过对装置结构几何变形关系的分析,建立了刀尖的理论运动轨迹模型,通过Matlab对轨迹模型进行拟合并利... 为了解决传统成型加工过程中304不锈钢材料表面质量差､易产生毛刺等问题,设计了一种新型三维超声振动切削装置并进行了实验研究.首先通过对装置结构几何变形关系的分析,建立了刀尖的理论运动轨迹模型,通过Matlab对轨迹模型进行拟合并利用ANSYS对实际输出轨迹进行仿真分析,得到刀尖运动轨迹为空间中的三维抛物线.其次对装置进行有无超声振动切削实验,通过超景深系统和三维轮廓仪对已加工工件表面进行了测量和观察,发现超声振动切削下已加工表面粗糙度的算术平均高度明显小于普通车削的情况.结果表明:相较于普通车削,超声振动切削对于304不锈钢材料具有良好的加工性能. 展开更多

关键词 超声振动切削装置 结构设计 轨迹建模 有限元仿真 超声振动加工

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超声波振动加工技术在液压支架千斤顶中的应用研究 被引量：4

9

作者 张海生 白海明 +1 位作者 张自强 汤国强 《煤矿机械》 2017年第5期137-138,共2页

受煤矿井下环境影响,镀铬层质量差的活塞杆极易发生锈蚀,直接影响液压千斤顶在煤矿井下的使用寿命。为进一步提高活塞杆镀铬质量,采用超声波振动加工工艺,与常用镀前加工工艺流程进行对比,分析镀前表面粗糙度对活塞杆镀层耐腐蚀性能的... 受煤矿井下环境影响,镀铬层质量差的活塞杆极易发生锈蚀,直接影响液压千斤顶在煤矿井下的使用寿命。为进一步提高活塞杆镀铬质量,采用超声波振动加工工艺,与常用镀前加工工艺流程进行对比,分析镀前表面粗糙度对活塞杆镀层耐腐蚀性能的影响。研究表明提高工件镀前表面质量,对保证镀后镀层完整性,提高工件耐腐蚀性能有至关重要的影响。 展开更多

关键词 活塞杆 表面粗糙度 镀铬层 超声波振动加工 液压支架

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超声振动挤压强化工艺中的工具头 被引量：2

10

作者 王义 佟宇 鲍钻箕 《工具技术》 北大核心 1995年第3期17-20,共4页

本文介绍了超声振动挤压强化工艺中工具头的设计特点及修磨方法，并通过试验，对挤压工具头的磨损规律及各工艺参数对其耐用度的影响进行了分析。

关键词 工具头 超声振动 挤压强化 表面强化

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基于人工神经网络的超声加工振幅控制的研究 被引量：2

11

作者 邢秀琴 郑爱国 +1 位作者 叶志忠 祝锡晶 《机床与液压》 北大核心 2015年第5期101-102,共2页

针对超声振动加工中,系统振幅随外界条件的变化而衰减的问题,提出了利用人工神经网络分析换能器的输入电流,以保证超声加工的振幅始终工作在最大值附近。通过人工神经网络训练数据,建立换能器输入电流与超声波发生器频率调整间的关系,... 针对超声振动加工中,系统振幅随外界条件的变化而衰减的问题,提出了利用人工神经网络分析换能器的输入电流,以保证超声加工的振幅始终工作在最大值附近。通过人工神经网络训练数据,建立换能器输入电流与超声波发生器频率调整间的关系,达到实时调节超声波发生器频率使整个系统处于谐振的作用。最后,将此方案应用在功率超声珩磨加工中,通过换能器输入电流的稳定性和加工精度证明此方案的效果。 展开更多

关键词 超声振动加工 人工神经网络 振幅控制 在线检测

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超声振动加工7075-T6铝合金应力场数值模拟 被引量：1

12

作者 刘爱军 周知进 +1 位作者 胡斌梁 邵芳 《工具技术》 北大核心 2017年第12期40-43,共4页

由于铝合金属于难加工材料,采用普通机械加工难以达到预期效果。采用超声振动加工方法车削7075-T6铝合金试件应力场的变化。仿真结果表明:在Y方向,超声振动频率在10k Hz时,振幅12μm切削区域等效应力最大,振幅10μm等效应力次之,振幅8μ... 由于铝合金属于难加工材料,采用普通机械加工难以达到预期效果。采用超声振动加工方法车削7075-T6铝合金试件应力场的变化。仿真结果表明:在Y方向,超声振动频率在10k Hz时,振幅12μm切削区域等效应力最大,振幅10μm等效应力次之,振幅8μm等效应力最小。而频率为40k Hz时等效应力正好相反。随着振动频率增加,切削力先减小后增大;在X方向,当振幅分别为10μm、12μm时,随振动频率升高,试件加工区应力先减小后增大,而振幅为8μm时,应力逐渐增大。当频率超过40k Hz后,其工件表面的应力场不受振幅影响且均呈下降趋势。超声振动频率控制在20-40k Hz范围内,振幅对切削力影响最小。随着振幅的增加,切削力先减小后增加。超声振动加工方法能有效地改善铝合金加工性能。 展开更多

关键词 普通车削 超声振动车削 7075-T6铝合金 应力场

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基于RSM-GA方法的超声振动切削工艺参数优化

13

作者 赵鹏程 《凿岩机械气动工具》 2022年第4期39-45,共7页

超声振动切削工艺是一种先进的加工技术,在加工超硬或超软的材料方面有独特的优势。为了提高超声振动切削工艺的加工质量,降低工件的表面粗糙度,建立了超声振动切削加工工件表面粗糙度与主轴转速、切削速度、进给量和超声波振幅间的数... 超声振动切削工艺是一种先进的加工技术,在加工超硬或超软的材料方面有独特的优势。为了提高超声振动切削工艺的加工质量,降低工件的表面粗糙度,建立了超声振动切削加工工件表面粗糙度与主轴转速、切削速度、进给量和超声波振幅间的数学模型,对影响超声振动切削加工工件表面粗糙度的工艺参数进行了优化。本文先基于响应曲面法(Response Surface Methodology,RSM),建立了45钢超声振动切削的二阶响应模型,通过中心复合实验对45钢超声振动切削粗糙度模型进行了拟合;通过基于方差分析的显著性分析和基于残差图的有效性分析,验证了所建模型的可靠性,通过超声振动切削工件表面粗糙度的3D响应曲面图,分析了各工艺参数对表面粗糙度的交互作用的影响,将遗传算法应用于加工参数的优化,选出了较适宜的切削用量,并再次进行试验验证。结果表明:各工艺参数间的最优组合为:主轴转速为70.95 m/min,切削速度为0.11 m/min,进给量为0.95 mm/r,超声波振幅为26.80 mm,优化后的参数组合提高了加工质量。 展开更多

关键词 超声振动切削加工 遗传算法 响应曲面法 参数优化 交互作用

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Al_2O_3基陶瓷刀具材料的超声波加工技术研究

14

作者 邓建新 李久立 +2 位作者 赵军 周建强 艾兴 《陶瓷学报》 CAS 1997年第4期205-209,共5页

本文采用超声波加工技术对四种Al2O3基陶瓷刀具材料表面定位方孔进行加工，研究了其加工机理和材料组分对不同陶瓷材料加工效率、加工表面粗糙度的影响。试验结果表明：在同样的加工条件下，材料去除率和加工表面粗糙度的大小顺序为：Al... 本文采用超声波加工技术对四种Al2O3基陶瓷刀具材料表面定位方孔进行加工，研究了其加工机理和材料组分对不同陶瓷材料加工效率、加工表面粗糙度的影响。试验结果表明：在同样的加工条件下，材料去除率和加工表面粗糙度的大小顺序为：Al2O3／TiC＞Al2O3／TiB3＞Al2O3／TiB2／SiCw＞Al2O3／SiCw。陶瓷材料的断裂韧性越高，其材料去除率越低，加工表面粗糙度越小。 展开更多

关键词 陶瓷材料 氧化铝 超声波加工 刀具

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基于Solidworks的超声椭圆振动铣削振动仿真研究

15

作者 石君 《舰船科学技术》 北大核心 2019年第22期220-222,共3页

针对当前普通铣削方法稳定性不足的问题,进行基于Solidworks的超声椭圆振动铣削振动仿真研究。采用Solidworks软件,模拟超声椭圆振动铣削过程,计算刀尖运动方程,从运动学角度,分析超声椭圆振动铣削运动轨迹,利用Solidworks motion运动... 针对当前普通铣削方法稳定性不足的问题,进行基于Solidworks的超声椭圆振动铣削振动仿真研究。采用Solidworks软件,模拟超声椭圆振动铣削过程,计算刀尖运动方程,从运动学角度,分析超声椭圆振动铣削运动轨迹,利用Solidworks motion运动仿真分析功能插件,设置相关运动仿真参数,建立超声椭圆振动铣削模型,分析超声椭圆振动铣削稳定性。通过实验,对超声椭圆振动铣削方法与普通铣削方法的稳定性进行对比。与普通铣削方法相比,该方法稳定性区域的面积更大,轴向切深值更高,且其稳定性远高于普通铣削方法。由此可知超声椭圆振动铣削方法有效。 展开更多

关键词 超声椭圆振动铣削 SOLIDWORKS 超声振动加工 仿真

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基于MATLAB/SIMULINK的超声波振动加工过程仿真研究

16

作者 陈铁仁 《河北工业大学学报》 CAS 2006年第4期105-108,共4页

在建立超声波振动加工过程中“刀具—工件”系统的动力学模型的基础上,应用MATLAB软件中的Simulink建立了该系统的控制系统模型,并对振动加工过程中工件的运动规律进行了仿真分析.仿真结果表明,超声波振动加工方法能够极大地降低普通切... 在建立超声波振动加工过程中“刀具—工件”系统的动力学模型的基础上,应用MATLAB软件中的Simulink建立了该系统的控制系统模型,并对振动加工过程中工件的运动规律进行了仿真分析.仿真结果表明,超声波振动加工方法能够极大地降低普通切削过程中工件的振动,对提高工件的加工表面质量和加工精度具有重要意义,是实现精密切削加工的一种有效方法. 展开更多

关键词 超声波 振动加工 MATLAB 仿真

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C/C-SiC复合材料的超声振动铣削工艺研究

17

作者 徐红霞 王欢 +2 位作者 孙坤 牛军 刘斌 《航天制造技术》 2021年第4期60-63,共4页

C/C-SiC复合材料具有高比强、高硬度、耐高温和热稳定性好等优点,已在航空、航天、高速刹车等领域广泛应用,但加工表观质量是限制其应用的重要因素。研究了切削深度ap、主轴转速n、切削进给量f对C/C-SiC复合材料的超声振动铣削表观质量... C/C-SiC复合材料具有高比强、高硬度、耐高温和热稳定性好等优点,已在航空、航天、高速刹车等领域广泛应用,但加工表观质量是限制其应用的重要因素。研究了切削深度ap、主轴转速n、切削进给量f对C/C-SiC复合材料的超声振动铣削表观质量的影响。结果表明:当切削深度ap=1~2mm、主轴转速n=1000~2000r/min、切削进给量f=0.2~0.5mm/r时,C/C-SiC复合材料的超声振动铣削加工效率最高,相应的表观质量也较好,适用于粗加工工序;当切削深度ap=0.1~0.5mm、主轴转速n=1000~2000r/min、切削进给量f<0.2mm/r,则可以获取最佳的表面加工质量,适用于精加工工序。 展开更多

关键词 C/C-SIC 超声振动铣削 切削深度 主轴转速 切削进给量

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开放式控制器及其在特种加工中的应用 被引量：3

18

作者 胡玉景 张建华 +1 位作者 霍孟友 任升峰 《机电一体化》 2005年第2期20-23,共4页

介绍了基于PC机的开放式数控系统,根据超声-电火花复合加工的加工特点,采用的是NC嵌入PC式结构,构建了基于PMAC运动控制器的超声-电火花复合加工开放式数控系统。该数控系统具有硬件结构的无关性和软件结构的可重构性,是一个具有双重开... 介绍了基于PC机的开放式数控系统,根据超声-电火花复合加工的加工特点,采用的是NC嵌入PC式结构,构建了基于PMAC运动控制器的超声-电火花复合加工开放式数控系统。该数控系统具有硬件结构的无关性和软件结构的可重构性,是一个具有双重开放性的数控系统。 展开更多

关键词 开放式数控系统 特种加工 复合加工 电火花 PMAC 运动控制器 开放式控制器 基于PC 可重构性 NC

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旋转超声振动加工中非接触电能传输特性研究 被引量：5

19

作者 谢鸥 李华 +1 位作者 曹洋 徐翔 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2017年第5期736-740,共5页

针对旋转超声振动加工中接触式电能传输方式存在的弊端,提出了一种非接触电能传输系统。建立了非接触电能传输松耦合感应模型,理论分析了电能传输效率的影响因素,对松耦合变压器原/副边进行了阻抗匹配;仿真分析了系统电压增益、原/副边... 针对旋转超声振动加工中接触式电能传输方式存在的弊端,提出了一种非接触电能传输系统。建立了非接触电能传输松耦合感应模型,理论分析了电能传输效率的影响因素,对松耦合变压器原/副边进行了阻抗匹配;仿真分析了系统电压增益、原/副边功率及传输效率随负载和松耦合变压器设计参数的变化规律;实验研究了系统传输效率和电源频率、磁芯间距之间的影响关系,证明了方案的可行性。 展开更多

关键词 旋转超声振动加工 非接触电能传输特性 松耦合变压器 传输效率

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导电Al_2O_3基陶瓷刀具材料的超声—放电复合加工技术研究 被引量：2

20

作者 邓建新 曲宝键 +1 位作者 郭玉和 李洪民 《江苏陶瓷》 CAS 1998年第2期1-4,14,共5页

采用超声—放电复合加工技术对Al2O3/(W,Ti)C、Al2O3/TiB2、Al2O3/TiB2/SiCw三种Al2O3 基陶瓷刀具材料表面定位方孔进行加工 ,研究了其加工机理和加工参数对不同陶瓷材料加工效率、加工表面粗糙度的影响。由于该复合加工技术有效地结合... 采用超声—放电复合加工技术对Al2O3/(W,Ti)C、Al2O3/TiB2、Al2O3/TiB2/SiCw三种Al2O3 基陶瓷刀具材料表面定位方孔进行加工 ,研究了其加工机理和加工参数对不同陶瓷材料加工效率、加工表面粗糙度的影响。由于该复合加工技术有效地结合了超声波加工和放电加工的特点 ,因而能高效、高质量地加工陶瓷材料。试验结果表明 :在同样的加工条件下 ,材料去除率的大小顺序为 :Al2O3/(W,Ti)C>Al2O3/TiB2>Al2O3/TiB2/SiCw;Al2O3/(W,Ti)C和Al2O3/TiB2 陶瓷材料的电阻率小 ,以放电加工为主 ,材料去除率随开路电压的升高而增加 ,加工表面粗糙度大 ;Al2O3/TiB2/SiCw陶瓷材料的电阻率很大 ,以超声加工为主 ,开路电压对材料的去除率影响不大 。 展开更多

关键词 陶瓷材料 氧化铝 超声波加工 放电加工 刀具材料

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