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旋转超声波铣削加工技术的实验研究

肖德贤

  旋转超声波加工技术是加工工程陶瓷的有效方法之一,但是存在工具制作复杂、加工时工具磨损严重等问题,严重限制了其在复杂型腔陶瓷零件加工中的应用。用简单工具像铣刀一样进行旋转超声波成型加工是近年来解决超声波复杂型腔加工的可行方法。根据快速原型制造中的分层制造方法,本课题在超声波三维型面加工中提出了利用简单工具进行分层去除的数控加工方法。为了深入了解旋转超声波铣削加工中的材料去除机理,本文采用局部析因设计方法设计了一个五变量、二维的析因实验,一方面对超声波铣削加工过程中加工参数对材料去除模式、材料去除率、加工压力以及表面粗糙度的影响展开研究,另一方面研究加工参数之间的相互作用对输出变量的影响。并据此阐述了超声波铣削加工材料去除的机理模型,从而指导超声波铣削加工的实际应用。本文得出如下工艺结论:(1)当转速、切削深度和磨料粒度增加时,延性去除在旋转超声波铣削加工材料去除中所占的比例增加,磨料粒度的影响最大。(2)仅当切削深度、进给速度等参数值增加时,材料去除率增加;各参数变化独立对材料去除率产生影响,参数之间没有相互的影响关系。(3)对切削压力影响最大的加工参数是磨料粒度。在双重交互影响实验中经过分析得到,对于两因素交互作用而对输出参数(切削压力)产生的影响,振幅对切削压力的影响最大。(4)转速和磨料粒度对工件表面粗糙度影响最大。工件的表面粗糙度随着转速和磨料粒度的增加而减小。延性去除模式主导的材料去除在工件上可以得到比较小的表面粗糙度。在论文的最后,通过总结工艺实验中的结论,对旋转超声波铣削加工机理模型进行了探讨,分析了材料去除机理以及旋转超声波铣削加工的工具设计。本文的研究成果对旋转超声波铣削加工的实际应用具有一定的指导意义,并为建立旋转超声波铣削加工技术专家系统提供了实验依据;同时,对旋转超声波铣削加工的机理模型作了有益的探索。……   
[关键词]:旋转超声波加工;工程陶瓷;分层去除;材料去除率;延性去除模式
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:大连理工大学2004年
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