【技术实现步骤摘要】
具有微结构的超细晶材料超声辅助切削装置及方法
本专利技术属于超声辅助复合切削加工
，具体涉及一种具有微结构的超细晶材料超声辅助切削装置及方法。
技术介绍
在金属切削过程中，大约有15%-20%的工件材料转变成为切屑，每年全世界产生海量的切屑。传统的切屑回收方法存在能源消耗巨大、环境污染严重、材料耗损大等问题；而新的回收方法如固态回收技术等，工艺复杂，成本居高不下。若能通过控制切削条件，使得切削加工中产生的切屑直接转化为其他可用的工业产品，不但可以缓解切屑回收处理带来的诸多困扰，而且具有很好的经济和社会效益，将会有一个极具价值的应用前景。近年来兴起的大应变切削法（Largestrainmachining，LSM）制备超细/纳米晶材料一种新的工艺方法，它可以使金属在变形区域内产生极大的应变和应变速率，实现微观组织细化，从而获得亚微米或纳米级金属切屑材料，同时还能克服其他剧烈塑性变形中单次应变小、效率偏低、成本较高等局限性。LSM虽然有着诸多优点，但是采用传统的切削方式制备出的纳米材料形状各异，很难预测以及控制材料的...
【技术保护点】
1.具有微结构的超细晶材料超声辅助切削装置，其特征在于：包括刀具超声振动系统、挤压块超声振动系统、超精密数控机床、测力系统，测温系统和数据处理系统，测力系统设置在超精密数控机床上，测力系统上设有数控车床刀架，数控车床刀架上设有活动连接架，活动连接架上设有两个套筒保持架，刀具超声振动系统和挤压块超声振动系统的工作部分别安装在两个套筒保持架上，工件装夹在超精密数控机床的卡盘当中，刀具超声振动系统的进给及超声振动方向沿卡盘的径向方向，挤压块超声振动系统的进给及超声振动方向沿平行于卡盘的轴向方向，测温系统的信号采集端与刀具超声振动系统的刀具连接，数据处理系统通过数据线分别与测温系统和测力系统连接。/n
【技术特征摘要】
1.具有微结构的超细晶材料超声辅助切削装置，其特征在于：包括刀具超声振动系统、挤压块超声振动系统、超精密数控机床、测力系统，测温系统和数据处理系统，测力系统设置在超精密数控机床上，测力系统上设有数控车床刀架，数控车床刀架上设有活动连接架，活动连接架上设有两个套筒保持架，刀具超声振动系统和挤压块超声振动系统的工作部分别安装在两个套筒保持架上，工件装夹在超精密数控机床的卡盘当中，刀具超声振动系统的进给及超声振动方向沿卡盘的径向方向，挤压块超声振动系统的进给及超声振动方向沿平行于卡盘的轴向方向，测温系统的信号采集端与刀具超声振动系统的刀具连接，数据处理系统通过数据线分别与测温系统和测力系统连接。
2.根据权利要求1所述的具有微结构的超细晶材料超声辅助切削装置，其特征在于：测力系统包括测力仪和电荷放大器，数据处理系统包括数据采集卡和计算机，测力仪、电荷放大器、数据采集卡和计算机依次通过所述的数据线连接。
3.根据权利要求2所述的具有微结构的超细晶材料超声辅助切削装置，其特征在于：刀具超声振动系统和挤压块超声振动系统的结构相同；
刀具超声振动系统和挤压块超声振动系统均包括超声发生电源、换能器、变幅杆、套筒、法兰盘和端盖，法兰盘与变幅杆的圆锥段同轴线固定连接，换能器和变幅杆的大端固定连接并位于套筒内，法兰盘通过第一螺栓同轴线固定连接在套筒的一端，变幅杆的小端伸出套筒，端盖通过第二螺栓同轴线固定连接在套筒的另一端，端盖中心开设有穿线孔，超声发生电源通过穿过穿线孔的连接线与换能器连接，套筒的外圆上沿径向方向开设有第一螺纹孔，套筒设置在套筒保持架内并通过螺纹连接到第一螺纹孔内的第三螺栓固定连接，变幅杆的小端设有安装槽，刀具超声振动系统的安装槽内设有刀具，挤压块超声振动系统的安装槽内设有挤压块。
4.根据权利要求3所述的具有微结构的超细晶材料超声辅助切削装置，其特征在于：测温系统包括热电偶丝和热电偶采集仪，热电偶丝的一端焊接在刀具上，热电偶丝的另一端与热电偶采集仪相连。
5.根据权利要求4所述的具有微结构的超细晶材料超声辅助切削装置，其特征在于：活动连接架包括固定连接的槽钢和固定板，槽钢的敞口侧和固定板均水平设置，固定板的一侧边与槽钢的槽底外侧固定连接，固定板通过第四螺栓可拆卸连接在数控车床刀架上，固定板与数控车床刀架的相邻下端面和侧端面分别夹有第一调整垫片和第二调整垫片，槽钢的顶部沿长度方向并排开设有两个第二螺纹孔，第二螺纹孔内螺纹连接有第五螺栓，槽钢的底部在第五螺栓正下方设有支撑块。
6.根据权利要求5所述的具有微结构的超细晶材料超声辅助切削装置，其特征在于：套筒保持架包括均呈半环形的第一管卡和第二管卡，第一管卡在第二管卡上面，第一管...
【专利技术属性】
技术研发人员：牛赢，孙海猛，焦锋，牛晶晶，马俊金，李成龙，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南;41
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