超声振动辅助磨削脆性材料去除机理

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1、第３３卷第１０期重庆大学学报Ｖｏｌ．３３Ｎｏ．１０２０１０年１０月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＯｃｔ．２０１０文章编号：１０００５８２Ｘ（２０１０）１００３２０５超声振动辅助磨削脆性材料去除机理张洪丽１，张建华２（１．山东交通学院工程机械系，山东济南２５００２３；２．山东大学机械工程学院，山东济南２５００６１）摘要：脆性材料塑性去除有利于提高加工表面质量。采用切向、轴向和径向超声振动辅助磨削加工方法，对烧结钕铁硼ＮｄＦｅＢ永磁材料去除机理进行了试验研究，结合脆性材料去除脆塑性转变临界条件，分析了不同超声振动辅助

2、方式对材料去除机理的影响。分析得出以下结论：轴向超声振动辅助磨削加工过程中，材料主要以塑性剪切的方式去除；切向超声振动辅助磨削加工过程中，材料主要以塑性方式去除，同时伴有少量沿晶断裂；径向超声振动辅助磨削加工过程中，工件材料主要以断裂破碎的方式去除，而且加工表面残留裂纹。因而，轴向超声振动辅助磨削最有利于实现脆性材料塑性去除。关键词：超声振动；磨削；脆塑性转变；脆性材料；材料去除机理中图分类号：ＴＧ６６１文献标志码：Ａ犅狉犻狋狋犾犲犿犪狋犲狉犻犪犾狉犲犿狅狏犪犾犿犲犮犺犪狀犻狊犿狅犳狌犾狋狉犪狊狅狀犻犮狏犻犫狉犪狋犻狅狀犪狊狊犻狊狋犲犱犵狉犻狀

3、犱犻狀犵１，犣犎犃犖犌犑犻犪狀犺狌犪２犣犎犃犖犌犎狅狀犵犾犻（１．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｎｄｏｎｇＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉ’ｎａｎ２５００２３，Ｓｈａｎｄｏｎｇ，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｎｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉ’ｎａｎ２５００６１，Ｓｈａｎｄｏｎｇ，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｔｏｒｅｍｏｖｅｔｈｅｂｒｉｔｔｌｅｍａｔｅｒｉａｌｉｎｄｕｃｔｉｌｅｓｔａｔｅｃａｎｈｅｌｐｔｏｉｍｐｒｏｖｅ

4、ｔｈｅｍａｃｈｉｎｅｄｓｕｒｆａｃｅｑｕａｌｉｔｙ．ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｏｆｍａｔｅｒｉａｌｒｅｍｏｖａｌｍｅｃｈａｎｉｓｍｆｏｒＮｄＦｅＢａｒｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇｔａｎｇｅｎｔｉａｌｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｖｉｂｒａｔｉｏｎａｓｓｉｓｔｅｄｇｒｉｎｄｉｎｇ，ａｘｉａｌｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｖｉｂｒａｔｉｏｎａｓｓｉｓｔｅｄｇｒｉｎｄｉｎｇａｎｄｎｏｒｍａｌｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｖｉｂｒａｔｉｏｎａｓｓｉｓｔｅｄｇｒｉｎｄｉｎｇ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｒｉｔｉｃａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｂｒｉｔｔｌｅｄｕｃｔｉｌｅｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ

5、，ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｖｉｂｒａｔｉｏｎｍｏｄｅｓｏｎｍａｔｅｒｉａｌｒｅｍｏｖａｌｍｅｃｈａｎｉｓｍａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｍａｔｅｒｉａｌｉｓｍａｉｎｌｙｒｅｍｏｖｅｄｉｎｔｈｅｆｏｒｍｏｆｐｌａｓｔｉｃｓｈｅａｒｉｎａｘｉａｌｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｖｉｂｒａｔｉｏｎａｓｓｉｓｔｅｄｇｒｉｎｄｉｎｇ．Ｔｈｅｍａｔｅｒｉａｌｉｓｍａｉｎｌｙｒｅｍｏｖｅｄｉｎｔｈｅｆｏｒｍｏｆｔｒａｎｓｇｒａｎｕｌａｒｆｒａｃｔｕｒｅ，ｐｌａｓｔｉｃｓｈｅａｒａｎｄｌｉｔｔｌｅ

6、ｉｎｔｅｒｇｒａｎｕｌａｒｆｒａｃｔｕｒｅｉｎｔａｎｇｅｎｔｉａｌｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｖｉｂｒａｔｉｏｎａｓｓｉｓｔｅｄｇｒｉｎｄｉｎｇ．Ｗｈｉｌｅｉｎｎｏｒｍａｌｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｖｉｂｒａｔｉｏｎａｓｓｉｓｔｅｄｇｒｉｎｄｉｎｇ，ｔｈｅｍａｔｅｒｉａｌｉｓｍａｉｎｌｙｒｅｍｏｖｅｄｉｎｔｈｅｆｏｒｍｏｆｆｒａｃｔｕｒｅｃｒａｓｈａｎｄｔｈｅｃｒａｃｋｓｒｅｍａｉｎｉｎｔｈｅｍａｃｈｉｎｅｄｓｕｒｆａｃｅ．Ｓｏａｘｉａｌｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｖｉｂｒａｔｉｏｎａｓｓｉｓｔｅｄｇｒｉｎｄｉｎｇｉｓｔｈｅｂｅｓｔｍａｃｈｉｎｉｎｇｍｅｔｈｏｄｔｏ

7、ｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｄｕｃｔｉｌｅｇｒｉｎｄｉｎｇｏｎｂｒｉｔｔｌｅｍａｔｅｒｉａｌｓ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｖｉｂｒａｔｉｏｎ；ｇｒｉｎｄｉｎｇ；ｂｒｉｔｔｌｅｄｕｃｔｉｌｅｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ；ｂｒｉｔｔｌｅｍａｔｅｒｉａｌｓ；ｍａｔｅｒｉａｌｒｅｍｏｖａｌｍｅｃｈａｎｉｓｍ收稿日期：２０１００４２０基金项目：国家自然科学基金资助项目（５０５７５１２７）；山东省自然科学基金资助项目（Ｙ２００５Ｆ１０）作者简介：张洪丽（１９７６），女，山东交通学院副教授，博士，研究方向为高效精密复合加工技术及其装备，（Ｔｅｌ）１３４６

8、５９３８９６９；（Ｅｍａｉｌ）ｈｌｚｈａｎｇ＿ｓｄｊｔ＠１６３．ｃｏｍ。第１０期张洪丽，等：超声振动辅助磨削脆性材料去除机理３３随着科技与生产的发展