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文档简介

1、旋转超声波加工机理的分旋转超声波加工机理的分 析析(2012.11.1) 1、旋转超声波加工中磨料的运动分析 ?刀具材料：CBN（立方氮化硼）； ?刀具振动频率：20K Hz； ?刀具振幅：20 m； ?刀具运动及控制：CNC数控机床（主运动：伺服电机驱动；辅运动：超声波发生器）； ?工件材料：glass（玻璃）； ?工件运动方式：CNC数控机床（两个方向）； 1、旋转超声波加工中磨料的运动分析 ?冲击作用：随着刀具的旋转运动，刀具端面的磨料颗粒冲击加工表面。（旋 转超声波加工的本质） ?研磨作用：研磨作用：随着刀具的旋转运动和工件的进给运动，磨料颗粒对加工表面的 刻划。 ?超声空化作用：在超

2、声波作用下，液体中产生大量的气泡不断生长并崩溃， 气泡崩溃的瞬间产生巨大的压力， 2、球形研磨材料的去除机理 ?其中：a为压痕区域的半径；v 为材料的迫松比；P为外载 荷；R为磨料颗粒半径；E为杨氏模量； ? 3 1 2 4 3 1 ? ? ? ? ? ? ? E PR a? ?其中: 为压痕区域单位面积上的压力 ?其中：p为压痕区域分布的压力；r为接触区域到中心距离 ?其中： 为接触区域边缘的拉伸应力 r ? 0 p ?模型假设：模型假设： ?磨料均匀分布在工具上,且为刚体 ?工件为脆性材料； ?施加载荷：集中载荷; ?赫兹断裂导致材料表面的破裂，进而被去除； ?磨粒随着工具做高频振动的同时进行旋转运动; 2、球形研磨材料的去除机理 ?最大冲击深度（基于赫兹理论赫兹理论：即刚性 球体与弹性体的半空间接触） ?最大外载荷： 其中：PL为静载荷；Ft为冲击载荷 ?磨粒在工件表面划过的距离： ?冲击载荷： 其中：f为超声振动频率； r1为磨粒到刀具中心距离； Vf为工件进给速度； 其中：S为刀具末端面积； L1为刀具长度； E1 为刀具杨氏模量； L2为刀尖长度； E2 为粘结材料的杨氏模量； 2、球形研磨材料的去除机理 ?单颗磨粒去除体积量单颗磨粒去除体积量： 2、球形研磨材料的去除机理 ?单

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