復合材料的超聲輔助切削加工技術的制作方法
【專利說明】復合材料的超聲輔助切削加工技術
[0001]
技術領域
[0002]本發明屬于材料加工技術領域，具體涉及一種復合材料的超聲輔助切削加工技術。
[0003]
【背景技術】
[0004]復合材料具有密度低、比強度和比模量高、可設計性強、耐腐蝕性能好、抗疲勞性能好和結構尺寸穩定性好等優點，在航空航天領域應用廣泛，這些經過成型制備的復合材料結構件和零件上，許多連接裝配和附件安裝用的孔、窗口、型腔和安裝定位面等需要進行精密機械加工，這些結構件和零件不僅對加工精度和加工質量要求高，而且對加工效率也有很高要求，由于這些復合材料硬脆材料具有硬度高、脆性大和耐磨性好等特點，材料切削加工性差，零件加工要求高，很難用傳統機械加工方法和加工工具進行加工。
[0005]
【發明內容】
[0006]為了克服現有技術領域存在的上述技術問題，本發明的目的在于，提供一種復合材料的超聲輔助切削加工技術，可通過傳統加工和特種加工方法的復合，不同特種加工方法的復合等多種形式組合出各具特點的新的復合加工方法，達到優勢互補，解決難加工材料的切削難題。
[0007]本發明提供的復合材料的超聲輔助切削加工技術，包括以下內容:
(1)超聲輔助切削加工系統主要由超聲電源、超聲能量傳輸系統、超聲換能器、超聲變幅桿、工具或工件、冷卻液供給單元等組成；
(2)在超聲輔助切削加工過程中，超聲電源通過超聲發生器將產生大于15kHz的高頻電信號，并經過功率放大后輸出功率超聲信號，通過傳輸系統將功率超聲信號傳輸到超聲換能器，再經過超聲換能器將電信號轉換成相應頻率的機械振動，通過超聲變幅桿將機械振動的幅度增大，并傳遞給工具或工件，使其產生超聲振動，實現超聲輔助切削加工。
[0008]本發明提供的復合材料的超聲輔助切削加工技術，其有益效果在于，改變了材料去除機理，降低了工具與工件之間的摩擦力，減少了工具與工件的接觸時間，增強了工具對工件的切削去除作用，從而有效地提高了材料去除率，減小切削力，降低切削熱，減少刀具磨損，改善加工精度和質量；既可用于碳纖維復合材料、顆粒增強復合材料、陶瓷及陶瓷基復合材料等復合材料結構件的加工，也可用于光學棱鏡、陶瓷盤、玻璃腔體、反射鏡輕量化結構和陶瓷活塞等硬脆材料精密零件的加工，在航空航天等領域具有廣闊的應用前景。
[0009]
【具體實施方式】
[0010]下面結合一個實施例，對本發明提供的復合材料的超聲輔助切削加工技術進行詳細的說明。
實施例
[0011]本實施例的復合材料的超聲輔助切削加工技術，包括以下內容:
(1)超聲輔助切削加工系統主要由超聲電源、超聲能量傳輸系統、超聲換能器、超聲變幅桿、工具或工件、冷卻液供給單元等組成；
(2)在超聲輔助切削加工過程中，超聲電源通過超聲發生器將產生大于15kHz的高頻電信號，并經過功率放大后輸出功率超聲信號，通過傳輸系統將功率超聲信號傳輸到超聲換能器，再經過超聲換能器將電信號轉換成相應頻率的機械振動，通過超聲變幅桿將機械振動的幅度增大，并傳遞給工具或工件，使其產生超聲振動，實現超聲輔助切削加工。
[0012]復合材料的超聲輔助切削加工技術，改變了材料去除機理，降低了工具與工件之間的摩擦力，減少了工具與工件的接觸時間，增強了工具對工件的切削去除作用，從而有效地提高了材料去除率，減小切削力，降低切削熱，減少刀具磨損，改善加工精度和質量。
【主權項】
1.一種復合材料的超聲輔助切削加工技術，其特征在于:所述方法包括以下內容: (1)超聲輔助切削加工系統主要由超聲電源、超聲能量傳輸系統、超聲換能器、超聲變幅桿、工具或工件、冷卻液供給單元等組成； (2)在超聲輔助切削加工過程中，超聲電源通過超聲發生器將產生大于15kHz的高頻電信號，并經過功率放大后輸出功率超聲信號，通過傳輸系統將功率超聲信號傳輸到超聲換能器，再經過超聲換能器將電信號轉換成相應頻率的機械振動，通過超聲變幅桿將機械振動的幅度增大，并傳遞給工具或工件，使其產生超聲振動，實現超聲輔助切削加工。
【專利摘要】本發明公開了一種復合材料的超聲輔助切削加工技術，其系統是由超聲電源、超聲能量傳輸系統、超聲換能器、超聲變幅桿、工具或工件、冷卻液供給單元等組成；在超聲輔助切削加工過程中，超聲電源通過超聲發生器將產生大于15kHz的高頻電信號，并經過功率放大后輸出功率超聲信號，通過傳輸系統將功率超聲信號傳輸到超聲換能器，再經過超聲換能器將電信號轉換成相應頻率的機械振動，通過超聲變幅桿將機械振動的幅度增大，并傳遞給工具或工件，使其產生超聲振動，實現超聲輔助切削加工。復合材料的超聲輔助切削加工技術，改變了材料去除機理，降低了工具與工件之間的摩擦力，減少了工具與工件的接觸時間，增強了工具對工件的切削去除作用，從而有效地提高了材料去除率，減小切削力，降低切削熱，減少刀具磨損，改善加工精度和質量。
【IPC分類】B26D7-08, B28D1-00
【公開號】CN104552422
【申請號】CN201310517313
【發明人】劉升遷
【申請人】青島天恒機械有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年10月29日