超声辅助金刚石线锯切割硬脆材料的研究

2018-04-02袁日灿金亦富

机械工程与自动化 2018年1期

关键词：振动

袁日灿，单　翔，金亦富

(扬州大学机械工程学院，江苏　扬州　225127)

0　引言

硬脆材料由于具有脆性大、硬度高、耐高温等优良特性，使得它在许多领域能够代替金属材料而有效应用，但同时也存在明显的缺点，即在对其进行切割加工时，随着材料所受剪切力变化而易破碎，在已加工表面形成裂纹和凹坑，严重影响工件表面质量和性能，因此对硬脆材料加工理论和方法的研究就显得尤其重要[1-2]。金刚石线锯超声复合切割加工是近几年发展起来的一种高效加工方法，与普通切割不同之处在于通过添加超声发射装置给线锯施加一定的高频振动，使得线锯上的金刚石磨粒在多种运动复合作用下进行切割加工，提高了硬脆材料的加工效率[3]。目前，根据超声添加方式的不同主要将金刚石线锯超声辅助切割分为两种类型:一种是纵向超声激励下的振动切割；另一种是横向超声激励下的振动切割。两种加工方式基本原理相同，但由于激励后线锯振动方向不同，导致最终加工机理有所差异。本文主要针对金刚石线锯的两种超声加工方式，对超声系统构造及切割加工机理进行对比分析研究，建立单颗金刚石磨粒去除模型，分析锯丝切削运动的状态变化过程。