Page 97 - 《应用声学》2020年第6期

第 39 卷 第 6 期 唐军等： 微织构超声振动铣削系统的研究 891

BT40 ௄ጳ͜ᣥ ॲጻ౞ړ
Ѩ౻ Ҟ᣸ ಏᨾѨ
ໟඵᭉӑ

௄ጳ͜ᣥ ጫੵܭՌ
Ԕ᣸ ԫࣨీ

(a) ᜉᦡڏ (b) ૝ү஍౧
图 13 带有无线电能传输的振动系统
Fig. 13 The vibration system with non-contact power transmission system

(a) ጫ૝૝ࣨ (b) ੵ૝૝ࣨ
图 14 振幅测试结果
Fig. 14 Amplitude measurement results

基于前述计算与分析，研制了带有微织构圆柱 为 F x = 43.019 N、F y = 163.53 N、F z = 20.224 N。
立铣刀的纵扭复合超声振动系统，并将其与无线电 其中，x、y 方向的切削力降低了 15.9%、13.2%，而 z
能传输系统相连，如图13所示。 方向的切削力升高了 40%。z 向切削力上升主要是
应用LK-G10型激光位移传感器对带有微织构 由于超声振动冲击作用。
圆柱立铣刀的纵扭复合超声振动系统分别进行阻
抗特性和振幅的测试工作，结果如图14所示。 4.3 水滴角测试
4.2 切削力测试 应用VHX-5000超景深显微镜和水滴接触角测
量仪 CA-100A 对两种铣削工况下所获工件表面形
在 VMC8150 加工中心上，应用瑞士 Kistler 公
司生产的三向测力仪 9257B对7075-T6 铝合金的两 貌和水滴接触角进行测量，结果如图16、图17所示。
种铣削状态 (即：微织构铣削和微织构超声铣削) 进 由图 16 可知：在微织构铣削条件下，所获加工
行测试，其中机床主轴转速 N = 1400 r/min，每齿 工件表面存在明显的走刀轨迹和划痕；而在超声微
进给量f z = 0.03 mm，铣削深度a p = 0.1 mm，测试 织构铣削条件下，工件表面能够形成 “鱼鳞网纹” 织
结果如图15所示。 构。由图 17可知：微织构铣削工件表面的水滴接触
从图 15 可知：当采样时间为 1 ∼ 4 s 时刀具 角为77.15 ，属亲水表面；微织构超声铣削工件表面
◦
处于稳定的切削状态，此时微织构铣削 3 个方 的水滴接触角为 107.114 ，属疏水表面。通常情况
◦
向的切削力为 F x = 51.781 N、F y = 188.44 N、 下，良好的疏水特性，可以减小腐蚀介质与零件表面
F z = 12.124 N；超声微织构铣削 3 个方向的切削力 的实际接触面积，降低腐蚀。