CN104552422A - 复合材料的超声辅助切削加工技术 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合材料的超声辅助切削加工技术，其系统是由超声电源、超声能量传输系统、超声换能器、超声变幅杆、工具或工件、冷却液供给单元等组成；在超声辅助切削加工过程中，超声电源通过超声发生器将产生大于15kHz的高频电信号，并经过功率放大后输出功率超声信号，通过传输系统将功率超声信号传输到超声换能器，再经过超声换能器将电信号转换成相应频率的机械振动，通过超声变幅杆将机械振动的幅度增大，并传递给工具或工件，使其产生超声振动，实现超声辅助切削加工。复合材料的超声辅助切削加工技术，改变了材料去除机理，降低了工具与工件之间的摩擦力，减少了工具与工件的接触时间，增强了工具对工件的切削去除作用，从而有效地提高了材料去除率，减小切削力，降低切削热，减少刀具磨损，改善加工精度和质量。

Description

复合材料的超声辅助切削加工技术

 

技术领域

本发明属于材料加工技术领域，具体涉及一种复合材料的超声辅助切削加工技术。

 

背景技术

复合材料具有密度低、比强度和比模量高、可设计性强、耐腐蚀性能好、抗疲劳性能好和结构尺寸稳定性好等优点，在航空航天领域应用广泛，这些经过成型制备的复合材料结构件和零件上，许多连接装配和附件安装用的孔、窗口、型腔和安装定位面等需要进行精密机械加工，这些结构件和零件不仅对加工精度和加工质量要求高，而且对加工效率也有很高要求，由于这些复合材料硬脆材料具有硬度高、脆性大和耐磨性好等特点，材料切削加工性差，零件加工要求高，很难用传统机械加工方法和加工工具进行加工。

 

发明内容

为了克服现有技术领域存在的上述技术问题，本发明的目的在于，提供一种复合材料的超声辅助切削加工技术，可通过传统加工和特种加工方法的复合，不同特种加工方法的复合等多种形式组合出各具特点的新的复合加工方法，达到优势互补，解决难加工材料的切削难题。

本发明提供的复合材料的超声辅助切削加工技术，包括以下内容：

（1）超声辅助切削加工系统主要由超声电源、超声能量传输系统、超声换能器、超声变幅杆、工具或工件、冷却液供给单元等组成；

（2）在超声辅助切削加工过程中，超声电源通过超声发生器将产生大于15kHz的高频电信号，并经过功率放大后输出功率超声信号，通过传输系统将功率超声信号传输到超声换能器，再经过超声换能器将电信号转换成相应频率的机械振动，通过超声变幅杆将机械振动的幅度增大，并传递给工具或工件，使其产生超声振动，实现超声辅助切削加工。

本发明提供的复合材料的超声辅助切削加工技术，其有益效果在于，改变了材料去除机理，降低了工具与工件之间的摩擦力，减少了工具与工件的接触时间，增强了工具对工件的切削去除作用，从而有效地提高了材料去除率，减小切削力，降低切削热，减少刀具磨损，改善加工精度和质量；既可用于碳纤维复合材料、颗粒增强复合材料、陶瓷及陶瓷基复合材料等复合材料结构件的加工，也可用于光学棱镜、陶瓷盘、玻璃腔体、反射镜轻量化结构和陶瓷活塞等硬脆材料精密零件的加工，在航空航天等领域具有广阔的应用前景。

 

具体实施方式

下面结合一个实施例，对本发明提供的复合材料的超声辅助切削加工技术进行详细的说明。

实施例

本实施例的复合材料的超声辅助切削加工技术，包括以下内容：

（1）超声辅助切削加工系统主要由超声电源、超声能量传输系统、超声换能器、超声变幅杆、工具或工件、冷却液供给单元等组成；

（2）在超声辅助切削加工过程中，超声电源通过超声发生器将产生大于15kHz的高频电信号，并经过功率放大后输出功率超声信号，通过传输系统将功率超声信号传输到超声换能器，再经过超声换能器将电信号转换成相应频率的机械振动，通过超声变幅杆将机械振动的幅度增大，并传递给工具或工件，使其产生超声振动，实现超声辅助切削加工。

复合材料的超声辅助切削加工技术，改变了材料去除机理，降低了工具与工件之间的摩擦力，减少了工具与工件的接触时间，增强了工具对工件的切削去除作用，从而有效地提高了材料去除率，减小切削力，降低切削热，减少刀具磨损，改善加工精度和质量。

Claims (1)

1.一种复合材料的超声辅助切削加工技术，其特征在于：所述方法包括以下内容：

（1）超声辅助切削加工系统主要由超声电源、超声能量传输系统、超声换能器、超声变幅杆、工具或工件、冷却液供给单元等组成；

（2）在超声辅助切削加工过程中，超声电源通过超声发生器将产生大于15kHz的高频电信号，并经过功率放大后输出功率超声信号，通过传输系统将功率超声信号传输到超声换能器，再经过超声换能器将电信号转换成相应频率的机械振动，通过超声变幅杆将机械振动的幅度增大，并传递给工具或工件，使其产生超声振动，实现超声辅助切削加工。