激光改性超声振动磨削制孔加工参数优化分析

为提升孔径出孔端面的品质及其控制精度,在超声振动辅助下针对硬质材料激光改性磨削孔加工参数的优化进行试验与研究。通过运用旋转超声方法,显著提高加工效率,有效克服硬脆材料孔加工难度大的问题。为评判孔出口的质量水平(Hd值),分析了孔出口端面崩边区域的范围,并实际测量了孔截面的面积比,进一步探讨了激光改性磨削工艺参数对Hd值的影响。通过试验综合分析,确定最佳的激光改性磨削工艺参数范围:主轴转速为14000~16000 r/min,进给速度为0.5~0.7 mm/min,振幅为7~8μm。与传统的激光加工相比,在最优参数下超声辅助激光改性加工后的表面质量显著提高,划痕大幅减少,显著提升了加工质量。这项研究对于提高硬质材料激光改性磨削的质量具有重要的指导意义,并易于在实际生产中推广应用。

ZrO_(2)高硬材料超声振动激光磨削孔加工参数优化

ZrO_(2)高硬材料一般均采用各种火法冶金与湿化学法相结合工艺制备,其极高的硬度给机加工带来极大的难度。为了提高孔径出孔端面质量,开展了超声振动激光磨削孔加工参数优化的实验研究。通过综合分析孔出口端面崩边区域范围和理想孔截面的面积之比来评判孔出口的质量水平(Hd值)。研究结果表明:提高进给速度后,Hd值先降低后升高;随着振幅升高,Hd值先降低后升高;Hd值的降低反映出孔出口端面质量更优,因此需尽可能地设置更低的Hd值。最终确定最佳激光磨削工艺参数:进给速度0.5~0.7 mm/min,振幅7~9μm。该研究对提高高硬材料的激光磨削质量具有很好的指导意义。

旋转超声磨削氧化锆陶瓷孔的质量控制研究

目的确定在旋转超声磨削加工下使氧化锆陶瓷出孔端面崩边面积最小时的最优磨削参数,并证明在工件底部加辅助支撑抑制崩边策略的合理性,为实际生产提供理论指导。方法以出孔端面崩边面积与加工后理想孔面积之比Hd值作为出孔质量评价指标。首先对氧化锆陶瓷进行孔磨削正交实验,实验设置为三因素四水平,因素分别为主轴转速、进给速度及超声波振幅,得到各因素对Hd值的影响趋势及初步预测最优磨削参数组合;其次利用单因素实验,进一步分析各因素对Hd值的影响及确定最优的磨削参数范围;最后通过在工件底部加辅助支撑来进一步降低Hd值。结果通过实验得到最优的加工参数范围,主轴转速为15000~17000 r/min,进给速度为0.5~0.6 mm/min,超声波振幅为6~8μm时,可将Hd值控制在3.308×10^(-3)以内。采用辅助支撑后,Hd值最多可再降低11.83%。结论旋转超声磨削加工下,氧化锆陶瓷出孔Hd值随主轴转速、进给速度和超声波振幅的增加呈先减小、后增大的趋势,在保证进给速度最优时,适当提高主轴转速及超声波振幅有助于提高出孔表面质量,并可提高加工效率。采用在工件下方加辅助支撑的策略,能有效降低出孔端面崩边面积,并从理论和实验上证明其可行性。