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(五)
来源: | 发布日期:2023-02-13

(4)陶瓷材料

陶瓷材料因其优异的性能日益引起人们的广泛重视。其加工方法很多,兵器工业五二研究所对A12O3陶瓷材料的超声车削加工进行了研究,并对比了不同参数下的普通车削、磨削和超声振动车削的试验结果。


①试验方法。试验用完全烧结的Φ25mm×200mm的A12O3陶瓷试棒,主要性能参数如表6-16所示。


 灵高超声波


①振动车削和普通车削在同一台C6140车床上进行,采用同一切削速度、吃刀深度和走刀量。振动车削采用新型硬质合金刀具,普通车削采用烧结金刚石刀具,均为45°偏刀,前角05 后角06。振动车削的振动频率为19〜22kHz,湿式切削;普通车削为干式切削。磨削在M7130平磨上进行,采用150#金刚石砂轮,线速度约27m/s,吃刀深度为0.005~0.01mm。


加工精度和表面粗糙度的比较。用泰利伦Ⅲ型圆度仪测量车削加工后陶瓷的圆度。普通车削的圆度为6.7μm,振动车削为4μm ,圆度测量见图6-40 o试验中还用千分表多次测量圆度,结果为普通车削圆度在±(3〜5)μm之间,振动车削在±(1〜3)μm之间。因此,振动车削的加工几何精度远高于普通车削。用泰勒赛夫4型和国产BCY-Ⅲ型表面粗糙度仪检测了不同方法同样参数加工表面粗糙度Ra值,结果如表6-17所示,普通车削的Ra值是振动车削的2倍,磨削是振动车削的1.5倍。可见振动车削的表面粗糙度最低。


 灵高超声波


③结果分析

a.陶瓷材料的加工特性。陶瓷结构件是用陶瓷粉末压制,模塑或注射成形后烧结而成,一般是由晶体和基质构成的镶嵌结构。陶瓷是以共价键,离子键或二者混合形成的化学键形成的物质,弹性和剪切模量均高于金属,所以常温下对剪切应力的变形阻力很大,表现为硬度高的特征。


另外,位错缺陷的分布密度比金属小,位错迁移率很低,导致受力后易产生裂纹,裂纹尖端的应力难以松弛,表现为脆性大的特征。正是它的硬脆特征,给加工带来了非常大的困难。


b.加工表面质量分析。研究表明,在切削中刀具周期地接触和脱离工件,切削力仅为普通的1 /3〜1/10,径向分力只有普通的1/50,又为瞬时接触,因而在加工表面无挤压痕迹。振动车削中刀具最大速度为2.5m/s,而且具有很大的加速度。在这样高速冲击作用下, 应力还来不及重新分布材料就被切掉了,因而加工表面没有微裂纹产生,这也是快速冲击的动态效应所致。另外,由于振动车削是脉冲切削,改变了普通的刀具紧压在工件上的方式, 把相对静摩擦变成了相对动摩擦,摩擦热减少,净切削时间很短。这样,即使在切削中产生了少量切削热,也不易被陶瓷吸收,不会使陶瓷因热应力而崩裂。


振动车削在切入端和切削中均无破片、崩裂、掉渣,保证了光滑完整的加工表面。普通车削却存在上述现象,表面就不易光滑完整。普通磨削因存在磨削振动,表面粗糙度也高于振动车削。另外据计算,振动车削工件位移量只有普通车削的1 /3〜1/10,因而加工表面几何精度较普通车削提高3〜10倍。



湛江超声波

最新资讯