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超聲波加工技術在切削及深小孔加工中的應用

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更新時間：2014-12-22
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超聲波加工技術在切削及深小孔加工中的應用
超聲振動切削作為新興的特種加工技術，引起了國內外專家學者的廣泛興趣和極大關注。最早對振動切削進行比較系統的研究、可以稱為振動切削理論與應用技術奠基人的是日本學者隈部淳一郎。他在20世紀50~60年代發表了許多振動切削方面的論文，系統地提出了振動切削理論，并成功地實現了振動車削、振動銑削、振動鏜削、振動刨削、振動磨削等。隨后美國也對振動切削進行研究，到20世紀70年代中葉，振動車削、振動鉆孔、振動磨削、光整加工等均已達到實用階段，超聲加工在難加工材料和高精度零件的加工方面顯示了很大的優越性，取得了一系列研究成果，并在生產中得到推廣應用。
難加工材料的超聲波加工
金屬和非金屬硬脆材料的使用越來越廣泛，尤其是陶瓷材料，具有高硬度、耐磨損、耐高溫、化學穩定性好、不易氧化、腐蝕等優點。然而，由于工程陶瓷等難加工材料具有極高的硬度和脆性，其成形加工十分困難，特別是成形孔的加工尤為困難，嚴重阻礙了應用推廣。因此，國內外許多學者展開了對難加工材料加工方法的研究，其中以超聲加工較多。英國阿伯丁大學國王學院研究了超聲鉆削難加工材料時工藝參數對材料去除率的影響，建立了間斷性沖擊過程的非線性模型，對沖擊力的特性進行了研究,提出了一種新的材料去除率的計算方法, 這種方法首次解釋了材料去除率在較高的靜態力作用下減小的原因。美國內布拉斯加大學和內華達大學對Al2O3陶瓷材料微去除量精密超聲加工技術進行了研究。通過模擬陶瓷材料超聲加工的力學特性對材料去除機制進行分析，研究發現，低沖擊力會引起陶瓷材料結構的變化和晶粒的錯位，而高沖擊力會導致中心裂紋和凹痕。美國內布拉斯加大學還第一次分析了Al2O3陶瓷精密超聲加工的機理、過程動力學以及發展趨勢，并詳細討論了超聲技術在陶瓷加工方面的應用情況。...

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