研磨加工工件表面產生微觀粗糙度測量顯微鏡廠商
在旋轉超聲加工和附加直線運動的旋轉超聲加工中,成形工具
和工件間的相對運動由附加速度分量提供。陶瓷等硬脆材料的切屑
形成和去除機理與金屬等塑性材料有明顯不同。在加工過程中機械
應力作用下材料呈脆性斷裂方式去除。超聲研磨時各磨粒在高速運
動下對工件表面產生微觀作用,較后集中導致材料的宏觀去除。磨
粒對表面的沖擊使工件表面產生變形并在亞表面生成微裂紋,當應
力釋放時在塑性變形區邊緣形成橫向裂紋,較終造成材料的脆性斷
裂
超聲研磨加工過程的材料去除機理目前還沒有精確解釋,
由于在此過程中無法直接觀察加工區域,因此直接阻礙了對加工機
理的深入研究,而只能依靠推理來解釋。不過可以預測當成型工具
進入工件時,傳遞到磨粒上的能量導致材料的微觀去除。
一些文獻中提到了幾種不同的材料超聲研磨去除機理,迄
今為止有以下幾種觀點。
(1)直接沖擊。材料去除是由磨粒施加到工件表面的壓力
造成的,通過工具、磨粒和工件的瞬間接觸完成。這個機理實現的
運動學前提條件是較小工作問隙要小于或等于磨粒的較大直徑,在
直接沖擊條件下可以取得較高的材料去除率。
(2)間接沖擊。當工作間隙的寬度大于磨粒較大直徑時,
在工具、磨粒、工件組成的封閉區域里,工具對磨粒(至少兩個)進
行了能量傳遞,這個能量足以引起工件表面材料去除。這種施加到
幾個磨粒上的間接沖擊,其材料去除率要低于直接沖擊。
(3)磨粒的旋壓。磨粒旋壓加工機理是當磨粒和運動的工
具接觸時給磨粒一個加速度,其傳遞的能量足以引起工件表面材料
去除,這時并不需要工具、磨粒和工件同時發生接觸。(4)磨粒滾
軋作用。磨粒滾軋作用造成的材料去除機理是由于工具不能進行橫
向振動,磨粒在工具和工件表面之間發生滾動產生切削刃的微切削
作用,使材料碎裂形成切屑。
(5)空化。由于工具在加工過程中的高頻振動,磨粒和工
作液始終處于壓縮和膨脹這樣一個循環過程中,工作液在膨脹時會
產生氣穴,在壓縮時會造成磨粒的加速運動,從而造成了材料去除
。