径向超声锯切系统的实现及其应用探索

来源：机械工程学报杂志2017年第17期北京时间：

作者：沈剑云, 陈剑彬, 王江全, 徐西鹏

单位：华侨大学机电及自动化学院 厦门 361021

摘要：超声加工为硬脆性材料零件制造提供了一种高效精密加工方式，随着对超声加工研究的不断深入，超声辅助加工的形式也越来越多，提出一种结合径向超声振动辅助超薄金刚石锯片进行光学玻璃材料锯切研究。利用Pro/E建模与有限元分析手段，对采用二级变幅杆来实现超声振动方向的轴-径向转变进行了设计和仿真，完成了径向超声振动锯切装置的设计制造，并利用该装置，进行了光学玻璃的锯切试验，探索径向超声振动中单颗磨粒最大切削厚度对锯切过程机理的影响，试验结果表明在超声锯切过程中，单颗磨粒最大切削厚度对锯切比能的影响并不显著，而传统锯切方式中锯切比能随之增大而减小，这与光学玻璃材料在锯切过程中的材料去除方式有着一定关系，超声锯切过程中材料更多以脆性断裂方式去除，同时，超声振动在锯切过程中减少了金刚石锯片与工件间的摩擦，从而降低其能耗。

关键词：二级变幅杆,光学玻璃,径向超声锯切,锯切比能,摩擦；

基金资助：国家自然科学基金资助项目（51275181）