高功率超聲波振動(dòng)切削模具鏡面

高功率超聲波振動(dòng)切削模具鏡面

超聲波振動(dòng)切削技術(shù)近來(lái)已廣泛應(yīng)用于各種精密零件的精加工（如鏡面精加工和模具精密微加工）。然而，以往超聲波振動(dòng)切削應(yīng)用僅限于高成本的超精密加工，且由于振動(dòng)裝置功率的限制，切削深度通常在幾微米到幾十微米的范圍內(nèi)。為了將其應(yīng)用擴(kuò)展到普通加工設(shè)備的低成本鏡面表面處理，文中研發(fā)了大功率超聲波振動(dòng)裝置。

早在1994年第一次提出超聲波振動(dòng)切削，超聲波振動(dòng)切削與傳統(tǒng)的球頭銑削相比，表面質(zhì)量更好、加工效率更高、進(jìn)給速度高達(dá)數(shù)千毫米/分鐘（球頭銑削為數(shù)百毫米/分鐘），這是因?yàn)檎駝?dòng)頻率可以高于旋轉(zhuǎn)頻率。然而，目前市場(chǎng)銷售的超聲波振動(dòng)裝置的功率受限，導(dǎo)致該切削技術(shù)的應(yīng)用被限制在高成本的超精密加工中。當(dāng)加工硬化模具鋼時(shí)，需采用超精密機(jī)床和溫度控制室保證切削深度在幾微米至幾十微米范圍內(nèi)，這是導(dǎo)致超聲波振動(dòng)切削應(yīng)用受限的原因。

與高成本超精密加工相比，工業(yè)上更需要加工普通精度的模具。在普通加工環(huán)境中，由于機(jī)床熱變形，加工誤差通常大于100微米，因此，在普通加工中需要比一百微米更大的切削深度，這降低了對(duì)機(jī)床的要求。為了采用普通設(shè)備加工一般精度模具，文中研發(fā)出一種大功率超聲波振動(dòng)裝置。

所研發(fā)的大功率超聲波振動(dòng)裝置采用單晶金剛石刀具，文中對(duì)該切削裝置性能進(jìn)行研究。結(jié)果表明切割深度增加至0.4mm時(shí)，該裝置仍能進(jìn)行切削且表面粗糙度為0.013μm Ra甚至更??；單晶金剛石刀具不易磨損，且刀具磨損隨切屑厚度的增加而增加。這說(shuō)明所研發(fā)的裝置適合于采用普通設(shè)備進(jìn)行低成本的鏡面表面處理。

網(wǎng)址：http://yadda.icm.edu.pl/baztech/element/bwmeta1.element.baztech-33e5afc7-7b25-440a-959ccd3478d66005

作者：Hongjin JUNG

編譯：徐嘉浩