硬質(zhì)合金超聲激光輔助切削脆性-延性轉(zhuǎn)變特性研究.pdf

1、硬質(zhì)合金是一種具有高硬度、高耐磨性、耐高溫等優(yōu)良特性的金屬?gòu)?fù)合材料，在航空航天、光學(xué)及電子等領(lǐng)域中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，在現(xiàn)代工具材料、耐磨材料和耐腐蝕材料中也占有極其重要的地位。但由于其具有較高的硬度和強(qiáng)度，且機(jī)械加工性能差，因此硬質(zhì)合金的延性域加工在超精密加工過(guò)程中是必不可少的。
　　本論文，在普通切削加工臨界切深的基礎(chǔ)上，考慮到二維超聲振動(dòng)頻率、振幅、切削時(shí)間等參數(shù)的影響，對(duì)二維超聲激光輔助切削的臨界切削深度的理論公式進(jìn)行了探

2、討。理論研究發(fā)現(xiàn)：二維超聲振動(dòng)切削的斷續(xù)切削可以改變刀具前角、剪切角等參數(shù)，減小切削時(shí)間，減小切削力，從而相對(duì)增加臨界切削載荷以及臨界切削深度；復(fù)合超聲振動(dòng)后的切削速度可以進(jìn)一步改變超聲振動(dòng)切削過(guò)程中的切削時(shí)間以及剪切角，進(jìn)而增大臨界切削深度；激光加熱在一定條件下可以提高切削溫度，從而降低材料硬度，增大臨界切削深度；通過(guò)數(shù)值計(jì)算，了解到臨界切深會(huì)隨著切削速度的增加而增大，還會(huì)隨著Co含量的增加而增大，同時(shí)也會(huì)隨著刀尖圓弧半徑的較小而增大

3、；二維超聲激光輔助切削的臨界切深大于普通切削的臨界切深。
　　基于SPHER360超精密車床和自行搭建的模擬切削過(guò)程的刻劃試驗(yàn)平臺(tái)，采用CBN刀具對(duì)YG10、YG15以及YG20材料的硬質(zhì)合金模擬切削過(guò)程，進(jìn)行切深漸變的仿切削刻劃切削試驗(yàn)，通過(guò)白光干涉儀觀測(cè)劃痕特性，估測(cè)臨界切削深度，研究在不同切削條件下的臨界切削深度的變化，并與理論分析結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，相同切削條件下二維超聲切削的臨界切削深度大于普通切削的臨界切削深

4、度，臨界切深會(huì)隨著切削速度的增加，Co含量的增加而增大，與理論研究結(jié)果基本一致。
　　在硬質(zhì)合金材料去除特性理論和試驗(yàn)分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了實(shí)際切削試驗(yàn)。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)YG10、YG15以及YG20硬質(zhì)合金材料在普通加工過(guò)程中，隨著切削速度的增加，材料的破碎率逐漸減小，加工表面的粗糙度值減小；在二維超聲加工和二維超聲激光輔助切削加工過(guò)程中，表面粗糙度值會(huì)隨著速度的增加而減小，但在靠近臨界切削速度時(shí)，又會(huì)有一定程度的增加。試驗(yàn)切削過(guò)程中發(fā)現(xiàn)