目的 揭示钨合金在超声辅助磨削加工下的材料去除行为.方法 通过超声辅助划擦试验与有限元仿真相结合的方式,分析超声振动作用对材料表面形貌、截面轮廓、划擦力、温度、塑性应变及应变率的影响,探究超声振动作用下的材料去除和表面创成机理.结果 钨合金在划擦过程中发生严重的塑性变形,在划痕两侧出现由耕犁作用而形成的隆起现象.超声辅助划擦形成的划痕表面鳞刺更少且未出现犁沟现象,且划痕深度相较于普通划擦增大14.1％,划痕宽度增大39％.随着划擦深度的增加,试验划擦力与仿真划擦力均线性增大,且仿真值与试验值误差为18.1％,验证了有限元仿真模型的有效性.超声振动作用下的划擦力呈周期性变化特征,使平均划擦力降低了43.2％.此外,仿真结果表明,超声辅助划擦相较于普通划擦,温度最高降低50％,表面塑性应变最高降低20％,超声冲击过程中材料的塑性应变率相较于普通划擦提高1个数量级,分离过程中塑性应变率最大降低2个数量级.结论 超声振动作用可以有效降低划擦过程中的划擦力和划擦区域温度,增大冲击过程中材料的瞬时应变率,改善压头的切屑黏附现象,从而抑制划擦表面鳞刺的生成和犁沟的形成,改善表面质量.此外,超声振动作用还可以有效提高材料去除率.
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