PXJLL 发表于 2013-8-7 14:19

超声振动车削W-Fe-Ni合金的表面粗糙度及其形貌特征

本帖最后由 wdhd 于 2016-8-22 10:28 编辑

  超声振动车削W-Fe-Ni合金的表面粗糙度及其形貌特征
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  采用对比实验研究了超声振动车削及普通车削W-Fe-Ni合金材料表面粗糙度及其表面形貌特征。加工刀具为SANDVIK公司可乐满刀具,型号VBMT110304-KF,材质为H13A。加工设备为CK6160数控车床。加工过程为干式切削。车削参数选取为:切削速度100,250,400 r/min、切削深度0.04,0.06,0.08 mm、进给量0.04,0.08,0.12 mm/r。由于振动参数的漂移,加工中振动频率选取为:1频(20897~21022 Hz)、0频(20 509~20 630 Hz)、-1频(20 030~20 109 Hz)。振幅为2,5,10 mm。
  实验结果数据经方差分析表明:在5种切削影响因素中,切削进给量对振动加工后材料表面粗糙度的影响最为显著,振动参数的选取具有较强的影响效果,而切削深度、切削速度的影响则较小。
  图1为振动车削、普通车削材料表面粗糙度的对比。由图1可见,由于不同振动参数与切削参数的组合效应差异,使得振动车削表面粗糙度的降低程度各不相同,但较普通车削方式,表面粗糙度均有所降低。加工表面粗糙度下降幅度为7.05%~ 30.06%。
  图2(a),(b)为扫描电镜观察的普通车削表面和振动车削表面形貌。从图2(a)可知,加工表面形成了明显的划痕,这是刀具在切除材料时,由于材料的塑性撕裂及刀具刃口与材料的摩擦综合效应所致。当垂直于划痕方向测量表面粗糙度时,测得由进给效应形成的波峰波谷以及由划痕引起的局部波动廓形。从图2(b)可知,由于超声振动的冲击熨压,消除了零件加工表面的划痕,熨压引起的材料侧向流动也削弱了加工进给形成的表面纵向沟壑。图2(b)中可以看到似车轮碾压的网纹表面,有效降低了加工表面粗糙度。
  对两种加工表面进行表面应力测试。结果显示,两种加工表面的轴向及切向均表现为压应力。但振动车削后的表面压应力较普通车削的大400~700 MPa。这也说明了由于超声振动的强烈冲击熨压作用,导致加工后表面的残余应力更大。
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