珠海灵科自动化科技有限公司

焊接精密度5μm

国家高新技术企业国家高企认证 广东省专精特新企业省级专精特资质 广东省超声波工程技术研究中心省级工程技术心中 TUV:ISO 9001质量管理体系质量体系认证 知识产权管理体系产权体系认证 北理工珠海学院产学研基地产学研基地
全国服务热线: 86-756-8698786
新闻资讯
难加工材料的超声车削(一)
来源: | 发布日期:2023-02-07

随着科学技术的发展,在机械制造、国防工业、宇航工业和声学领域中,大量使用耐热钢、钛合金、恒弹性合金、高温合金、不锈钢、冷硬铸铁和工程陶瓷等材料。这些材料具有良好的耐热性、耐蚀性、高的比强、优异的常温和高温力学性能。由于它们的强度高、导热性差,加工硬化倾向严重,其加工性仅为普通材料的30%〜40%,用传统的切削方法加工时,切削用量小,刀具磨损十分严重,甚至无法进行切削,给切削加工带来很大困难。硬脆材料例如花岗岩、陶瓷、淬硬钢的切削加工性就更差了。我国切削工作者对这些难加工材料进行了大量的超声车削试验。下面介绍几种难加工材料的切削试验结果。


(1)淬硬钢

淬硬钢在工业中的应用越来越广泛。淬硬钢的洛氏硬度可达HRC55〜65,抗拉强度11 可达2110~2600N/mm2,单位切削力为4500MPa,热导率为0. 004W/(cm • °C)。而常用45钢的性能为:布氏硬度12 HB229,11 =610N/mm2,延伸率1314 16%,热导率为0.0275W/(cm・°C)。所以,淬硬钢强度大,韧性差,脆性大,热导率低,切削时会产生很大的切削力和很高的切削温度,且刀具极易产生磨损和破损,是典型的难加工材料之一。


试验材料:淬硬GCr15轴承钢。

刀片材料:707,15

机床:C6140车床,德国MARTIN车床(改装成无级调速)。

试验装置:经过改装的CZQ-250A超声车削装置,振动频率f=20. 8kHz,刀尖振幅a=12μm

仪器:工具显微镜(测量刀具磨损16);2201型电动式轮廓测量仪(测量表面粗糙度Ra);D26-W型,150V/300V/600V, 10A/20A功率表(测量主切削力17 ),铜、康铜热电偶,DA-16型晶体管毫伏表(测量切削温度Q)。


① 刀具磨损。切削用量范围取:18。切削路程固定不变。正交试验后的数据经回归处理后,得刀具后刀面磨损计算公式为


 19

相关系数R =0.962。


由试验结果可知,超声车削淬硬钢时,刀具后刀面磨损较小,s、20 16 影响不大。从上式可知,20 16 的影响大于s,与一般规律不一致,这是因为超声车削过程中,当刀尖移动一个进给量s时,刀尖要与工件进行上千次的以切深为20的摩擦、分离,因此,20 16 的影响大于s是符合超声车削特点的,并在切削温度试验中再次得到证实。


② 表面粗糙度。数据经回归处理后,得表面粗糙度计算公式为


 21


相关系数R=0.9927。

③ 切削力。由于超声车刀(机夹可转位硬质合金刀片)悬臂安装在变幅杆输出端上, 无法用普通测力仪测试。这里釆用通过测量切削功率来计算主切削力22 的方法。计算公式为:


 23

 

式中,24为切削时电机功率;25 为切削前空转功率;26为切削速度。

数据经回归处理后,得平均主切削力22 的公式为


27

 

相关系数R=0.9721。



肇庆超声波

最新资讯