申請(qǐng)?zhí)枺?01610795104.5
　　申請(qǐng)人：上海交通大學(xué)
　　發(fā)明人：馬春翔 鄭立波

　　摘要：本發(fā)明公開(kāi)了一種黑金屬材料基體上微溝槽的金剛石飛刀銑削加工方法；所述方法包括：將金剛石飛刀刀桿與具有兩維超聲波的橢圓振動(dòng)換能器相連，金剛石飛刀固定在刀桿端部；橢圓振動(dòng)換能器固定在金剛石飛刀銑床主軸上；在橢圓振動(dòng)換能器上加上正弦波電壓，金剛石飛刀隨橢圓振動(dòng)換能器產(chǎn)生的兩維橢圓振動(dòng)進(jìn)行超聲波橢圓振動(dòng)，同時(shí)，金剛石飛刀還隨著銑床主軸在黑金屬材料基體上進(jìn)行軸向和徑向的進(jìn)給銑削運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)超聲波橢圓振動(dòng)金剛石飛刀銑削加工。本發(fā)明能有效地抑制金剛石飛刀銑削黑金屬材料基體上的微溝槽時(shí)的金剛石飛刀的急劇擴(kuò)散磨損和抑制微溝槽溝邊處毛刺的產(chǎn)生，提高微溝槽形貌精度，實(shí)現(xiàn)微溝槽金剛石飛刀精密銑削加工。

　　主權(quán)利要求：1.一種黑金屬材料基體上微溝槽的金剛石飛刀銑削加工方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：S1、金剛石飛刀刀桿與具有兩維超聲波的橢圓振動(dòng)換能器相連，金剛石飛刀固定在所述刀桿端部；所述橢圓振動(dòng)換能器固定在金剛石飛刀銑床主軸上；所述黑金屬材料基體工件裝夾在銑床加工工作臺(tái)上；S2、在所述橢圓振動(dòng)換能器上加上正弦波電壓，金剛石飛刀隨橢圓振動(dòng)換能器產(chǎn)生的兩維橢圓振動(dòng)進(jìn)行超聲波橢圓振動(dòng)，同時(shí)，金剛石飛刀還隨著銑床主軸在黑金屬材料基體上進(jìn)行軸向和徑向的進(jìn)給銑削運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)黑金屬材料基體上微溝槽的超聲波橢圓振動(dòng)金剛石飛刀銑削加工。
　　2.如權(quán)利要求1所述的黑金屬材料基體上微溝槽的金剛石飛刀銑削加工方法，其特征在于，所述金剛石飛刀刀桿的長(zhǎng)度為四分之三波長(zhǎng)；所述波長(zhǎng)指的是超聲波在刀桿中傳播的波長(zhǎng)。
　　3.如權(quán)利要求1所述的黑金屬材料基體上微溝槽的金剛石飛刀銑削加工方法，其特征在于，所述正弦波電壓為80～120伏。
　　4.如權(quán)利要求1所述的黑金屬材料基體上微溝槽的金剛石飛刀銑削加工方法，其特征在于，所述橢圓振動(dòng)換能器在相互垂直的兩個(gè)方向上發(fā)生超聲波振動(dòng),在其輸出端合成超聲波橢圓振動(dòng)，即所述兩維橢圓振動(dòng)。
　　5.如權(quán)利要求1或4所述的黑金屬材料基體上微溝槽的金剛石飛刀銑削加工方法，其特征在于，所述兩維橢圓振動(dòng)達(dá)到長(zhǎng)軸:8～12μm,短軸:4～6μm,夾角:45～90°,諧振頻率:19.5～22.5kHz的橢圓振動(dòng)軌跡。
　　6.如權(quán)利要求1所述的黑金屬材料基體上微溝槽的金剛石飛刀銑削加工方法，其特征在于，通過(guò)調(diào)解兩維橢圓振動(dòng)的相位差，在金剛石飛刀上可得到不同方位的橢圓振動(dòng)軌跡。
　　7.如權(quán)利要求1所述的黑金屬材料基體上微溝槽的金剛石飛刀銑削加工方法，其特征在于，所述超聲波橢圓振動(dòng)金剛石飛刀銑削加工為低頻和高頻相結(jié)合的周期性斷續(xù)的銑削加工。
　　8.如權(quán)利要求7所述的黑金屬材料基體上微溝槽的金剛石飛刀銑削加工方法，其特征在于，表征超聲波橢圓振動(dòng)金剛石飛刀銑削加工過(guò)程的高頻正負(fù)脈沖函數(shù)如下式： h ( t ) = 1 ( t b + n T ) ≤ t < ( t i + n T ) - 1 ( t i + n T ) ≤ t < ( t e + n T ) 0 ( t e + n T ) ≤ t < ( t b + ( n + 1 ) T ) , 其中，tb—在一個(gè)振動(dòng)周期內(nèi)銑削開(kāi)始時(shí)刻ti—在每一周期中金剛石飛刀前刀面與切屑之間的摩擦力方向發(fā)生反轉(zhuǎn)開(kāi)始時(shí)刻te——在一個(gè)振動(dòng)周期內(nèi)銑削終了時(shí)刻T——橢圓振動(dòng)周期n為自然數(shù)。
　　9.如權(quán)利要求7所述的黑金屬材料基體上微溝槽的金剛石飛刀銑削加工方法，其特征在于，在每一個(gè)高頻切削加工周期剛開(kāi)始后，橢圓振動(dòng)金剛石飛刀在垂直方向上的振動(dòng)速度小于切屑流出速度,金剛石飛刀前刀面與切屑之間的摩擦力方向與切屑流出方向相反；之后，橢圓振動(dòng)金剛石飛刀在垂直方向上的振動(dòng)速度逐漸增大,當(dāng)該振動(dòng)速度大于切屑流出速度時(shí),金剛石飛刀前刀面與切屑之間的摩擦力方向發(fā)生反轉(zhuǎn)，變?yōu)榕c切屑流出方向相同。
　　10.如權(quán)利要求1所述的黑金屬材料基體上微溝槽的金剛石飛刀銑削加工方法，其特征在于，金剛石飛刀在水平方向上的超聲波橢圓振動(dòng)最大速度大于水平方向的進(jìn)給銑削速度時(shí),金剛石飛刀前刀面與切屑和工件之間發(fā)生分離。