图3 线锯的转速与加工效率的关系
2.3 侧向力对加工效率的影响
从图4的侧向压力与加工速度的关系可以看出，随着侧向压力的增大，加工速度越高，当侧向压力大于6N时，线锯弯曲很严重，使加工不能正常进行。相同的条件下，施加超声振动的切割比未施加超声振动的直线往复切割的效率平均提高2.6倍。根据M. C.Shaw、G.E.Miller和V.F. Kazantsevetal的理论都表明：压力越大金刚石压入材料越深，所以加工效率越高。同时，切向力也相应增加。
图4侧向力与加工效率的关系
3、表面质量分析
本实验表面分析采用上海产的金相显微镜和哈尔滨量具厂生产的2201型粗糙度仪分别对这两种加工方法加工的零件表面进行分析如图5(a) (b)所示. 图5(a)为未施加超声振动时，金刚石线锯切割氧化锆陶瓷的粗糙度值Ra=1.3~1.5μm，图5 (b) 为施加超声振动时，金刚石线锯切割氧化锆陶瓷的粗糙度值Ra=0.7~0.8μm，由此可见，施加超声振动时的金刚石线锯切割得到的表面粗糙度要低。
图5(a) 未施加超声振动时金刚石线锯切割氧化锆陶瓷的粗糙度值
图5 (b) 施加超声振动时金刚石线锯切割氧化锆陶瓷的粗糙度值
图6为未施加超声振动时，金刚石线锯切割氧化锆陶瓷放大200倍金相照片，图7为施加超声振动时，金刚石线锯切割氧化锆陶瓷放大200倍金相照片，从图6和可以明显地看到未施加超声振动时，金刚石线锯割氧化锆陶瓷所产生明显的切割条纹，而图7中施加超声振动时，金刚石线锯切割氧化锆陶瓷虽然可以看到切割条纹，但是其切割条纹与图6相比不很明显，这一结果与测量到的粗糙度值相一致。
图6 为未施加超声振动
图7为施加超声振动
4、结论
利用自制的实验设备研究了电镀金刚石线锯的超声纵振动切割加工脆性材料，通过大量的实验研究及测试,可得出如下结论：
(1) 该方法在硬脆材料切割方面是一种
切实可行的高效的加工方法，具有材料去除率高、加工质量好、经济性好等特点；
(2) 该加工方法与相同条件下的普通锯切相比，加工速度平均提高2.5倍；
(3) 该加工方法与相同条件下的普通锯切相比，表面粗糙度降低了近1倍；其表面粗糙度为Ra=0.7~0.8μm；而且表面无明显的切削条纹；
(4) 上述的实验结果只是初步的，有许多问题有待进一步深入系统的研究。 ( |
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