SiC陶瓷旋转超声振动套磨制孔有限元仿真及实验研究

作     者：董香龙 郑雷 宋春阳 吕冬明 徐苏柏 韦文东 秦鹏 DONG Xianglong;ZHENG Lei;SONG Chunyang;LYU Dongming;XU Subai;WEI Wendong;QIN Peng

作者机构：盐城工学院机械工程学院盐城224051 机械工业教育发展中心北京100055 

出 版 物：《中国机械工程》 (China Mechanical Engineering)

年 卷 期：2022年第33卷第17期

页      面：2107-2114页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 1010[医学-医学技术（可授医学、理学学位）] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0802[工学-机械工程] 0702[理学-物理学] 1009[医学-特种医学] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：江苏省自然科学基金(BK20201474) 国家自然科学基金(51575470) 江苏省研究生科研与实践创新计划(SJCX20_1350,SJCX21_XZ002) 

主　　题：SiC陶瓷 旋转超声振动 套磨制孔 有限元仿真 

摘      要：为解决SiC陶瓷加工时容易出现崩边、裂纹等问题,结合仿真与实验对其进行旋转超声振动套磨制孔技术研究。根据SiC陶瓷宏观力学本构模型,建立SiC陶瓷制孔仿真有限元模型并进行加工过程仿真分析,相比常规制孔,超声振动制孔的仿真轴向力最大可减小26.1%。常规加工和超声振动加工的对比实验研究表明,旋转超声振动加工可减小轴向力达32.9%,可大幅减少陶瓷材料脆性断裂,显著改善孔壁表面质量。有限元仿真与实验研究所得的轴向力在超声振动下最大相差7.5%,常规条件下两者最大相差14%,验证了有限元模型的正确性。仿真和实验研究结果表明:超声振动加工可显著减小轴向力和刀具磨损、提高刀具耐用度、改善制孔质量、降低加工成本。