旋转超声磨削氧化锆陶瓷孔的质量控制研究
2021-12-09李颂华马超孙健
表面技术 2021年11期
李颂华,马超,孙健
(1.沈阳建筑大学 机械工程学院,沈阳 110168;2.高档石材数控加工装备与技术国家地方联合工程实验室,沈阳 110168)
随着光学、电子学、医学、生物技术、航空航天等领域前沿技术的发展,工程陶瓷因其具有高硬度、高强度、低密度、耐磨损、耐腐蚀、绝缘性好和热膨胀系数小等诸多优点[1-2],已广泛应用于制造轴承、密封环、涡轮叶片、航天器喷嘴等场合。然而作为典型的硬脆材料,因其高脆性及低断裂韧性特点,也极大地限制了材料的可加工性。在陶瓷小孔加工中,出孔端面崩边面积大小是评估孔质量的重要标准之一,它会极大地影响组件的性能和组件中的定位精度。出孔端面崩边面积严重,成为了陶瓷材料孔加工领域的瓶颈[3-5]。目前常见的小孔加工方法包括激光加工、电火花加工[6]、化学蚀刻[7]和普通钻削加工,但存在加工后孔尺寸精度低、表面粗糙度高、钻头偏斜、对中不良、排屑不良和散热困难等问题[8]。旋转超声磨削加工已被证明是一种优良的微小孔加工方法,具有降低切削力、改善孔表面质量、提高加工效率和刀具耐用度等优点[9-11]。目前,旋转超声加工小孔时虽能使孔出口崩边得到改善,但并不能彻底消除,所以探究合适的加工方法及抑制策略,以此来进一步控制工程陶瓷孔出口的崩边,对于工程陶瓷材料的运用和进一步发展具有重要的意义。
目前,国内外学者针对工程陶瓷孔加工做了许多研究。李琛等[12]利用有限元模拟分析了微晶云母陶瓷旋转超声磨削孔加工时出孔的切屑状态,建立了出孔切屑模型,并验证了理论模型的可靠性,该模型为研究旋转超声磨削孔加工提供了理论依据。……
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