脆性材料塑性域超声加工综述.pdf

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1、第38卷第2期兵器材料科学与工程Vol_38No．22015年3月0RDNANCEMATERIALSCIENCEANDENGINEERINGMar．，2015网络出版时问：2015／3／1216：45网络出版地址：http：／／www．cnki．net／kcms／detail／33．1331．TJ．20150312．1645．016．html脆性材料塑性域超声加工综述‘李梓，李淑娟，麻高领(西安理工大学机械与精密仪器工程学院，陕西西安710048)摘要脆性材料以其特殊的电、化学、物理性能在电子、光学等产业得到广泛的应用，但由于其硬度高、脆性大，很难满足加工要求。塑性域加工作为目前一种行

2、之有效的方式，得到了广泛研究。振动条件下的加工可以显著扩大塑性域范围，增加临界切削深度。对塑性域加工中的脆塑转变机理、振动条件下的加工过程进行运动学分析，并比较振动条件下加工与普通加工在表面粗糙度、刀具磨损、临界切削深度、最小切削深度方面的区别，最后分析了振动条件下塑性域加工需要满足的条件。关键词脆性材料；塑性域加工；塑脆转变；临界切削深度；振动条件下的加工中图分类号TH162文献标志码A文章编号1004—244X(2015)02—0124—09Reviewonductileregimeultrasonicvibrationmachiningforbrittlematerials’LI

3、Zi，LIShujuan，MAGaoling(SchoolofMechanicalandInstrumentEngineering，XianUniversityofTechnology，Xian710048，China)AbstractBrittlematerialsarewidelyusedinelectronicandopticalindustriesduetotheiruniqueelectronic，chemical，andphysicalcharacteristics，buttheyarenotamenabletomachiningprocessduetotheirhighh

4、ardness，brittleness．Asanefectivewaytoprocessbrittlematerials，ductileregimemachiningiswidelystudied．Vibration—assistedmachiningcanexpandtherangeofductileregimeandincreasethecriticalcuttingdepth．Theductile—brittletransitionmechanism，andkinematicsofvibration·assistedmachiningarestudied．Thedifferenc

5、esbetweenconventionalcuttingandvibration—assistedmachininginsurfaceroughness，toolwear，criticalcuttingdepthandtheminimumundeformedchipthicknessarecompared．Andtheconditionforductileregimevibration—assistedmachiningisanalyzed．Keywordsbrittlematerials；ductileregimemachining；ductile—brittletransition

6、；criticalcuttingdepth；ultrasonicvibrationmachining随着科技的进步，石英玻璃、硅、锗、陶瓷在航天等领域的应用越来越广泛，对其加工表面质量的要求也1脆性材料塑性域加工模型及机理越来越高。但是，由于这些材料硬度高、脆性大，加工1．1脆性材料m-r模型过程中极易产生裂纹，使加工表面劣化，要得到理想的目前脆性材料的车削模型，一般分为圆弧刃和直加工表面十分困难。传统的车削、磨削技术达不到加线刃车削模型。Blake等n通过对硅和锗的车削实验，工要求，一般采用研磨、化学机械抛光等工艺来获得理建立了圆弧刃车削模型，如图1所示。根据该模型，裂想的加工表面。

7、但研磨、抛光效率很低、加工成本高且纹会首先在远离刀尖的临界切削厚度处沿解理面方向需要后续的清洁处理。近年来，学者发现，在一定的条产生，而后在裂纹扩展过程中逐渐到达加工表面。当件下，脆性材料加工过程中也存在着塑性域。塑性域进给量比较小时，临界切削深度的位置远离刀尖；当进加工作为加工脆性材料的一种方法，正得到越来越多给量较大时，临界切削深度的位置沿着刀尖圆弧向刀的关注。根据有关文献，振动条件下的加工可以显著具中心线方向移动，此时临界切削深度向刀尖靠