直刃尖刀超声辅助切割Nomex蜂窝芯切削力分析

以直刃尖刀超声辅助切割Nomex蜂窝芯的简化模型为基础,建立基于脆性断裂力学理论的超声辅助切削动态力模型,并分情况讨论了刀具与材料间的相对运动关系。分析指出在不同振幅条件下,材料的切割破坏存在断续和连续两种形式,进而推导了切割过程中的切削力的理论公式。其中超声振幅、刀具前倾角、进给速度和超声频率等参数对材料切削力大小均有影响。在理论分析的基础上,开展了超声辅助切割Nomex蜂窝芯复合材料实验。试验结果表明,进给方向的超声振幅和刀具前倾角对切削力的影响较大:当进给方向的超声振幅从0到15μm变化、刀具前倾角从15°到45°变化时,切削力均可降低70%~80%;进给速度和超声频率对于切削力影响较小:当进给速度从500到6000 mm/min变化12倍时,切削力仅变为1.5倍;超声频率35 k Hz与15 k Hz相比,切削力降低10%~30%。试验结果与理论分析结论一致。

超声波辅助切割技术在食品加工领域的应用

切割是食品加工中的重要环节。传统的切割方式需要较大的切割力,易造成切面破损和污染,从而降低食品品质和安全性。超声波辅助切割作为一种新型加工技术,将超声高频振动附加到刀具上对物料进行周期性的微量切割,改变了物料的破裂方式,具有切割力小、切面平整和污染少等优点,已成为食品加工领域的研究热点。本文介绍超声波辅助切割装置与切割参数,阐述超声波辅助切割的基本原理,分析超声波辅助切割中,刀具参数、切割过程参数和物料特性对切割性能的影响,以及食品储藏品质的变化,探讨超声波辅助切割技术的优势以及未来的发展方向,旨在推动超声波辅助切割该技术在食品加工领域中的应用与发展。

超声辅助线锯切割SiC单晶实验研究

针对单晶SiC切割过程切割效率低,加工表面粗糙度和表面不平度差以及线锯磨损和断裂严重等问题,提出采用线锯横向施加超声振动的方法切割单晶SiC。通过实验对比研究了普通切割与超声辅助切割两种切割工艺,结果表明:与普通切割相比,超声辅助切割单晶SiC,锯切力减小37%～52%,且减小趋势随工件进给速度的增大更明显;切片表面粗糙度降幅约为26%～55%,晶片表面形貌均匀,无划痕,明显优于普通切割方法所获得的表面;线锯磨损降低约近40%;切割效率提高近56%。

Nomex蜂窝芯直刃尖刀超声切割表面微观形貌特征

Nomex蜂窝芯是典型的难加工材料,具有高比强度,比刚度及各向异性的特点。超声辅助切割是蜂窝芯复合材料的一种高效加工方法,可以得到比高速铣削更好的加工质量。但是在超声切割加工过程中依然会存在不同程度的纤维拔出,酚醛清漆层剥落等加工缺陷特征。为了研究其微观形貌特征,采用纵切,斜切,横切三种方式切割蜂窝芯,并对蜂窝芯的加工形貌进行观测。根据微观形貌在蜂窝芯壁上的位置,分别归纳为酚醛清漆层、热压芳纶纸层和蜂窝壁的形貌。研究超声刀具加工参数对材料破损形貌特征的影响。结果表明在10μm到30μm范围内提高超声刀具振幅,在500 mm/min到3 500 mm/min范围内降低进给时会降低蜂窝芯加工过程中的酚醛清漆层剥落的几率。