颗粒增强钛基复材轴向超声振动辅助磨削试验研究

针对颗粒增强钛基复合材料(PTMCs)磨削加工过程中磨削温度高、表面质量差、加工效率低及砂轮使用寿命短等问题,在传统磨削加工的基础上引入了超声复合加工技术。开展了普通磨削和超声磨削PTMCs材料对比试验,研究了磨削工艺参数对磨削力、表面粗糙度以及显微硬度的影响规律,并深入地分析了超声振动的影响机制。结果表明,超声振动可显著地降低磨削力,法向磨削力降低了11.7%~20.1%,切向磨削力降低了9%~19%。随着材料去除率的增大,加工表面质量逐渐变差,但超声磨削表面粗糙度小于普通磨削,主要是与超声振动改变了砂轮的自锐性能和磨粒运动轨迹有关。此外,由于超声振动降低了磨削力和磨削温度,因此使得超声磨削在一定程度上可抑制磨削烧伤,降低加工表面显微硬度,改善加工表面裂纹缺陷。

氟化钡晶体超精密切削材料去除机理研究

氟化钡晶体在红外成像与激光系统有着广泛而重要的应用,作为典型的萤石型离子晶体,其材料去除机理目前尚不清晰,获得超光滑表面仍极具挑战。本研究采用槽切法研究氟化钡晶体脆塑转变临界深度、脆塑转变机制及表面缺陷形成机理。通过分析最大未变形切屑厚度随切削参数的变化规律,提出实现氟化钡晶体塑性域切削的理论模型。对氟化钡晶体进行了端面车削,并借助场发射扫描电子显微镜和轮廓仪对表面微观形貌和表面粗糙度进行了检测。研究表明,在进给率为0.5μm/r,切削深度为5μm的条件下,氟化钡晶体能够在塑性切削模式下实现材料去除,并成功加工出粗糙度Ra值为2.76nm的光滑表面。