施振方向?qū)Τ曒o助銑磨氧化鋯陶瓷的影響

李龍江， 沈劍云， 陳宏堃， 朱 旭， 徐西鵬

(華僑大學(xué) 機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院，福建 廈門(mén) 361021)

從20世紀(jì)70年代的陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)熱，到5 G時(shí)代的手機(jī)背板陶瓷化浪潮，陶瓷材料的使用和研究日益普遍。其中氧化鋯陶瓷(ZrO2)憑借其良好的物理和機(jī)械性能，已經(jīng)在汽車(chē)、信息家電(3C)、能源化工、臨床醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域顯現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景[1]。但由于材料分子結(jié)構(gòu)的原因，陶瓷材料硬度高、斷裂韌性低，其可加工性以及可靠性均較差，已然成為制約陶瓷材料產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的瓶頸。目前，陶瓷機(jī)械加工的常規(guī)方法是用金剛石砂輪進(jìn)行磨削加工，這種加工方法會(huì)帶來(lái)工具磨損嚴(yán)重、工件表面完整性差、加工效率低等問(wèn)題[2]。另外，工程中也常用金剛石磨頭對(duì)陶瓷進(jìn)行銑磨加工[3]，此工藝下又會(huì)因工具線(xiàn)速度小，磨削力大易使工件引入較大損傷。

針對(duì)陶瓷等難加工材料高效精密加工技術(shù)的研究，國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者提出使用特種加工方法特別是超聲輔助加工方法可有效解決上述問(wèn)題。Uhlmann等[4-6]進(jìn)行針對(duì)不同材料的有無(wú)超聲輔助的磨削對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果說(shuō)明了在相同加工參數(shù)下，超聲引入有利于大幅降低磨削力，減緩工具磨損、減小工件表面損傷。Nik等[7-10]則分別研制了軸向、徑向、斜向和二維超聲輔助磨削試驗(yàn)裝置，并開(kāi)展了針對(duì)不同材料的磨削試驗(yàn)，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)裝置的可行性與不同方向的超聲輔助加工優(yōu)越性；查慧婷等[11-13]對(duì)超聲輔助銑磨加工機(jī)理和工藝特征進(jìn)行了深入探討，建立了超聲輔助下單顆磨粒軌跡方程、磨削力以及材料去除等模型，并通過(guò)加工試驗(yàn)對(duì)所建模型的正確性進(jìn)行了驗(yàn)證。

綜上所述，鑒于多維超聲的實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜，相關(guān)學(xué)者對(duì)超聲輔助磨削試驗(yàn)、裝置及機(jī)理的研究主要集中于一維超聲。本研究關(guān)注電鍍金剛石磨頭在銑磨加工平面、溝槽及復(fù)雜型面的使用過(guò)程中，通過(guò)對(duì)工件施加方向與進(jìn)給方向平行和垂直的一維超聲振動(dòng)，基于壓痕斷裂力學(xué)模型對(duì)磨頭銑磨加工氧化鋯陶瓷磨粒加工過(guò)程進(jìn)行理論分析，并進(jìn)行工藝特征試驗(yàn)驗(yàn)證，旨在對(duì)比兩種施振方向下的加工效果，探究施振方向?qū)μ沾刹牧香娔チμ卣?、材料去除率、加工表面粗糙度以及去除材料方式的影響?/p>

1 理論分析

1.1 磨粒銑磨過(guò)程理論分析

銑磨加工過(guò)程如圖1所示，金剛石磨粒與陶瓷表面相互作用,與脆性固體的壓痕斷裂過(guò)程有著共同之處。基于此，脆性固體壓痕斷裂力學(xué)的相關(guān)理論，同樣適用于分析理解陶瓷材料的銑磨加工機(jī)理[14]。

圖1 超聲輔助銑磨加工過(guò)程示意圖Fig.1 Ultrasonic assisted mill-grinding process diagram

目前已有的模型都給出了一個(gè)相似的結(jié)果，誘發(fā)裂紋成核所需的最小(臨界)荷載P*與材料性能之間有如下關(guān)系

(1)

式中：λ0為無(wú)量綱常數(shù)，其值與壓頭幾何形狀有關(guān)，對(duì)于維氏壓頭，其形狀系數(shù)λ0=1.0×104；KID為工件材料的動(dòng)態(tài)斷裂韌性，約為靜態(tài)下斷裂韌性(KIC)的30%；HV為材料的硬度。

同時(shí)，勞恩等[15]指出此裂紋系統(tǒng)具有穩(wěn)定的平衡狀態(tài)，當(dāng)載荷達(dá)到臨界載荷后繼續(xù)增加，側(cè)向裂紋可能會(huì)擴(kuò)展到試樣表面，引起試樣的表面剝落甚至崩裂。因此臨界載荷可用來(lái)判斷工件材料去除方式：當(dāng)單顆磨粒所受的平均載荷大于臨界載荷時(shí)，材料以脆性斷裂的方式去除，反之，材料以塑性方式去除。

本文用到工件材料陶瓷由佳維陶瓷科技有限公司生產(chǎn)的釔穩(wěn)定氧化鋯陶瓷，其材料性能(見(jiàn)表1)。

表1 氧化鋯陶瓷材料性能指標(biāo)Tab.1 Material properties of zirconia ceramic

取此陶瓷斷裂韌性值KIC=7,則動(dòng)態(tài)斷裂韌性值KID=2.1，計(jì)算得超聲輔助銑磨加工下氧化鋯陶瓷的理論臨界載荷為P*=0.093 N。

1.2 超聲輔助下單顆磨粒運(yùn)動(dòng)軌跡

超聲輔助的銑磨加工和傳統(tǒng)的銑削、磨削不同，它是一種普通銑磨與超聲綜合作用的復(fù)合加工方法。超聲的作用使得小磨頭上單顆磨粒的運(yùn)動(dòng)軌跡較之傳統(tǒng)加工方式存在顯著的差異。以磨粒為“銑刀”，此時(shí)小磨頭端面單顆金剛石的運(yùn)動(dòng)方程為

平行施振時(shí)

(2)

垂直施振時(shí)

(3)

式中：vw為工作臺(tái)進(jìn)給速度；ds為磨粒所在圓的直徑；n為主軸轉(zhuǎn)速；A為超聲振幅；f為超聲頻率；φ0為工件超聲的初相位。

圖2為工藝參數(shù)n=9 000 r/min，vw=75 mm/min時(shí)，磨頭端面上單顆處于直徑(Φ=3.0 mm)的有效磨粒，分別在不同加工方式下，相鄰兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)周期時(shí)間內(nèi)切入工件軌跡,Matlab仿真結(jié)果顯示，一個(gè)周期內(nèi)平行施振和垂直施振軌跡長(zhǎng)度分別為16.468 4 mm和15.343 6 mm。

1.3 超聲輔助下的平均未變形磨屑厚度

(4)

式中:Nd為銑磨頭端面動(dòng)態(tài)有效磨粒數(shù)；α為理想磨粒錐頂角。

圖2 單顆磨粒運(yùn)動(dòng)軌跡Fig.2 Trajectory of single abrasive grit

1.4 超聲輔助下的材料去除率

基于前面的分析并結(jié)合圖3可知：①當(dāng)單顆磨粒受到的軸向載荷P>P*，工件材料表面與磨粒接觸處產(chǎn)生裂紋并擴(kuò)展，導(dǎo)致局部脫落形成切屑，此時(shí)應(yīng)運(yùn)用陶瓷材料壓痕斷裂模型計(jì)算材料的去除；②當(dāng)P

為簡(jiǎn)化建模過(guò)程，假定金剛石磨粒是相同大小的剛性正八面體，且不考慮金剛石磨粒的磨損。對(duì)于情形1，去除材料的體積為圖3中四棱柱的體積Vabcd-efgh。由壓痕斷裂力學(xué)模型(見(jiàn)圖1)，研究發(fā)現(xiàn)[18]：橫向裂紋長(zhǎng)度CL及橫向裂紋深度Ch的大小與工件承受的載荷P及材料力學(xué)特性有關(guān)，具體為

(5)

式中:ξ1,ξ2為比例系數(shù)，在超聲磨削中ξ1,ξ2可近似取為0.226；E，υ分別為陶瓷材料的彈性模量和泊松比。

圖3 金剛石磨粒及材料去除模型Fig.3 Diamond abrasive and material removal model

磨粒作用工件表面形成壓痕，靜壓下單顆磨粒去除材料的體積為Vc

Vc=2CLCh

(6)

對(duì)于情形2，去除材料的體積為圖3中三棱柱的體積Vijk-lmn。材料在施加載荷作用下產(chǎn)生塑性變形，被剪切破壞，致使在材料表面形成一道塑性流動(dòng)溝槽。計(jì)算單顆磨粒材料去除率，應(yīng)先求出單顆磨粒切削厚度ag，由文獻(xiàn)[19]得

(7)

式中:磨粒壓頭幾何因子ζ=2，理想磨粒錐頂角α=90°。則單顆磨粒在材料表面切削運(yùn)動(dòng)單位長(zhǎng)度，去除材料體積為Vs

(8)

銑磨加工時(shí)磨粒工件表面劃出曲線(xiàn)凹槽軌跡，要計(jì)算該軌跡的步長(zhǎng)，可對(duì)單顆金剛石運(yùn)動(dòng)方程對(duì)時(shí)間t求微分，對(duì)于任一時(shí)間[t,t+dt]內(nèi)的單顆磨粒運(yùn)動(dòng)的弧長(zhǎng)元素為

(9)

則工具旋轉(zhuǎn)一周，距工具中心半徑為r的磨料顆粒運(yùn)動(dòng)的軌跡長(zhǎng)度為s0

(10)

由此可得到該磨粒在工件表面劃出的曲線(xiàn)凹槽的體積

(11)

式中:V為單位長(zhǎng)度單顆磨粒去除材料體積，其計(jì)算公式應(yīng)視磨粒施加載荷大小而定。

當(dāng)工具的動(dòng)態(tài)有效磨粒數(shù)為Nd時(shí)，超聲輔助銑磨方式下的材料去除率(Material Removal Rate, MRR)為

(12)

將式(12)代入對(duì)應(yīng)參數(shù)值可求解得材料去除率的具體大小。但實(shí)際參與切削的有效磨粒數(shù)量及每個(gè)磨粒所在圓直徑難于精確測(cè)量，為盡可能減小誤差，由文獻(xiàn)[20]知Nd取1.06 個(gè)/mm2，ds可近似計(jì)算為D/2。

2 試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)條件

本次銑磨氧化鋯陶瓷試驗(yàn)，采用工件外加超聲輔助的方式。試驗(yàn)在HASS OM-2A立式加工中心進(jìn)行，超聲裝置安裝在機(jī)床工作臺(tái)上，工件用石蠟粘接在變幅桿上，試驗(yàn)裝置如圖4所示。檢測(cè)銑磨力采用KISTLER 9257B型通用三向測(cè)力儀，并配備5080A放大器，然后通過(guò)Dewesoft SIRIUS STG8 DSUB9動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀采集力信號(hào)并實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)，最終進(jìn)行分析，其示意圖如圖5所示。試驗(yàn)中采用激光位移傳感器測(cè)量超聲的頻率和振幅。

圖4 銑磨試驗(yàn)裝置圖Fig.4 Mill-grinding experimental device

圖5 銑磨力采集原理示意圖Fig.5 The mill-grinding force acquisition device

試驗(yàn)過(guò)程中分別在平行和垂直進(jìn)給方向的超聲輔助下，利用未開(kāi)槽平底的電鍍金剛石磨頭，對(duì)氧化鋯陶瓷片進(jìn)行銑磨加工試驗(yàn)。試驗(yàn)中使用油基切削液(MB113, Motheh Co. Ltd. China)，加工參數(shù)設(shè)置如表2所示。試驗(yàn)用分析天平精確稱(chēng)量陶瓷片加工前后質(zhì)量，用動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀測(cè)定單次加工所用時(shí)長(zhǎng)，上述結(jié)果用來(lái)計(jì)算材料去除率。

試驗(yàn)結(jié)束后，設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)研究工藝參數(shù)對(duì)加工表面粗糙度的影響規(guī)律，不考慮參數(shù)交互作用影響。選用L18(2×37)混合正交實(shí)驗(yàn)表，正交試驗(yàn)因素水平如表3所示。根據(jù)表格對(duì)需要測(cè)定的加工表面隨機(jī)選取3個(gè)采樣區(qū)域，用Taylor Hobson PGI 840輪廓儀測(cè)量加工表面粗糙度，取3次測(cè)量值的平均值作為最終測(cè)試結(jié)果。加工后工件的面形輪廓和表面形貌分別用Zygo NV 7300三維輪廓儀(取5個(gè)取樣點(diǎn))和Phenom ProX掃描電鏡加以觀察，分析材料去除機(jī)理。

表2 加工參數(shù)設(shè)置Tab.2 Processing parameter setting

表3 正交試驗(yàn)因素及水平Tab.3 Orthogonal test factors and levels

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 施振方向?qū)︺娔チΦ挠绊?/h3>

從試驗(yàn)測(cè)得銑磨加工氧化鋯陶瓷的三向力數(shù)據(jù)可以看出，軸向平均力Fz最大，遠(yuǎn)大于沿進(jìn)給方向平均力Fx和垂直進(jìn)給方向平均力Fy，對(duì)材料去除起主要作用，因此研究施振方向?qū)S向銑磨力的影響規(guī)律才更有意義。由理論分析知超聲振動(dòng)輔助，改變了磨粒的運(yùn)動(dòng)軌跡和實(shí)際加工參數(shù)，從而使磨削力改變，此效應(yīng)因施振方向不同而異。由圖6對(duì)比可知：垂直施振方式下的軸向平均力較平行施振方式下的小，減幅達(dá)37.6%。分析原因是：在同一加工參數(shù)下，平行于進(jìn)給方向施振，其單顆磨粒每轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡大于垂直施振，磨粒實(shí)際運(yùn)動(dòng)的進(jìn)給速度較大，單顆磨粒每轉(zhuǎn)的進(jìn)給量越大，其吃刀厚度越大，相應(yīng)地銑磨力就增大。另外由式(4)可知，其平均未變形磨屑厚度較大，切削變形力所產(chǎn)生的法向力也較大，最終使Fz增大。

但切削參數(shù)對(duì)兩種施振方式銑磨下軸向力Fz的影響規(guī)律一致，均是隨進(jìn)給速度vw的增大而增大，隨主軸轉(zhuǎn)速n的減小而增大。這是因?yàn)楸M管施振方式不一樣，進(jìn)給速度的提升和主軸轉(zhuǎn)速的降低，都會(huì)使得加工過(guò)程中磨粒實(shí)際切削厚度增大，最終導(dǎo)致加工過(guò)程中的銑磨力增大。

圖6 不同施振方向下銑磨力與進(jìn)給速度的關(guān)系Fig.6 Relationship between different vw and Fz in different directions of vibration

3.2 施振方向?qū)Σ牧先コ实挠绊?/h3>

3.2.1 不同主軸轉(zhuǎn)速下的材料去除率

從圖7中可以看出n增大，無(wú)論是理論計(jì)算還是試驗(yàn)測(cè)量的結(jié)果均顯示MRR呈現(xiàn)增大趨勢(shì)，但兩結(jié)果存在一定誤差，分析其原因是推導(dǎo)過(guò)程簡(jiǎn)化了銑磨加工過(guò)程，作了相應(yīng)假設(shè)，如忽略了加工過(guò)程的能量損失、工具的磨損等因素致使其偏離實(shí)際，但理論計(jì)算值隨不同工況的變化趨勢(shì)經(jīng)驗(yàn)證與試驗(yàn)結(jié)果符合，其仍具有對(duì)試驗(yàn)的借鑒與指導(dǎo)意義。

進(jìn)一步分析可得：平行于進(jìn)給方向?qū)ぜ┱衽c增加轉(zhuǎn)速均能使材料去除率增大。對(duì)于MRR的理論值與測(cè)量值，平行施振約為垂直施振方式下相應(yīng)值的1.45倍和1.31倍。原因是雖然增加轉(zhuǎn)速，使平均未變形磨屑厚度和銑磨力降低，使材料宏觀破碎去除的可能性降低，但是單位時(shí)間內(nèi)磨粒的運(yùn)動(dòng)軌跡增加，最終使材料去除的量增大，另外平行施振對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡的補(bǔ)償作用更明顯，且相鄰兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)周期時(shí)間內(nèi)單顆磨粒運(yùn)動(dòng)軌跡沒(méi)有重疊，因此此方式下磨粒去除材料的能力得到增強(qiáng)。

3.2.2 不同切削深度下的材料去除率

從圖8中可以看出，兩種施振方式下去除陶瓷材料變化率均隨著切深ap的加大而增大，但平行施振方式的材料去除率大于垂直施振時(shí)的值，前者的理論值和測(cè)量值分別為后者的1.45倍和1.42倍，其原因可歸結(jié)于切深ap的增大，使得磨粒有效前角增大，工具與工件之間的接觸面積增大，磨粒的切削厚度增加，從而增大切削力。當(dāng)施加平行于進(jìn)給方向的超聲振動(dòng)時(shí)，相同條件下磨粒施加的軸向力和運(yùn)動(dòng)軌跡均大于垂直施振，且同一磨粒的加工軌跡之間無(wú)重疊，此方式下單顆磨粒的切厚增大，導(dǎo)致工件材料表面更易產(chǎn)生裂紋，且裂紋擴(kuò)展的長(zhǎng)度和深度更大，陶瓷材料將更多的發(fā)生脆性斷裂而從工件脫落，被去除體積就越大。

圖7 不同施振方式下材料去除率 與主軸轉(zhuǎn)速的關(guān)系Fig.7 Relationship between different n and MRR in different directions of vibration

圖8 不同施振方式下材料去除率 與切削深度的關(guān)系Fig.8 Relationship between different ap and MRR in different directions of vibration

圖9 不同施振方式下材料去除率 與進(jìn)給速度的關(guān)系Fig.9 Relationship between different vw and MRR in different directions of vibration

3.2.3 不同進(jìn)給速度下的材材料去除率

圖9顯現(xiàn)的結(jié)果表明，兩種施振方式下提升進(jìn)給速度vw，材料去除率略有增加。而施振方式對(duì)材料去除率的影響更為顯著，平行施振方式時(shí)的材料去除率均大于垂直施振，前者的理論值和測(cè)量值分別為后者的1.60倍和1.38倍。

之所以出現(xiàn)上述現(xiàn)象，從仿真結(jié)果來(lái)看，相同加工參數(shù)下，改變施振方向，單顆磨粒運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度隨之改變，平行施振時(shí)的軌跡長(zhǎng)度均大于垂直施振，而進(jìn)給速度變化時(shí)，軌跡長(zhǎng)度基本不變；另外從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，平行施振時(shí)測(cè)得的銑磨軸向力Fz較垂直施振大，進(jìn)給速度提升，F(xiàn)z變化不明顯。綜合來(lái)看進(jìn)給速度變化對(duì)材料去除的影響甚微，而沿著進(jìn)給方向施加超聲振動(dòng)，銑磨時(shí)磨粒對(duì)工件的沖擊作用更為顯著，其銑磨力更大，材料脆性去除的越多，加工效率也得以提升。

3.3 施振方向?qū)庸ず蟊砻娲植诙鹊挠绊?/h3>

對(duì)正交試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行極差和方差分析，結(jié)合超聲銑磨加工的目的是獲得更好的工件表面質(zhì)量，即表面粗糙度Ra越小越好。由圖10所示的趨勢(shì)圖可看出沿垂直于進(jìn)給方向施加超聲、提高主軸轉(zhuǎn)速、減小切深均可以有效降低加工表面粗糙度Ra。分析是因?yàn)樵谶@些條件下磨粒對(duì)工件材料的沖擊較小，其平均未變形磨屑厚度和銑磨力較小，使單顆磨粒受到的平均軸向載荷小于臨界載荷P*，材料主要以塑性去除，加工表面的裂紋及溝槽尺寸越小，材料微破碎越多且越均勻。同時(shí)對(duì)比可發(fā)現(xiàn)，進(jìn)給速度變化對(duì)Ra的影響較小，施振方向是影響加工表面質(zhì)量的最顯著因素。表4給出的方差分析結(jié)果顯示出同樣的規(guī)律。

另外，考慮到三維表面形貌表征能針對(duì)加工表面的局部區(qū)域進(jìn)行評(píng)價(jià)，可提供加工表面的全面信息。因此為了論證上述結(jié)果的正確性，分別對(duì)相同加工參數(shù)(n=12 000 r/min,vw=75 mm/min ,ap=3 μm)，不同施振方向下氧化鋯陶瓷加工后表面采用3D光學(xué)輪廓儀進(jìn)行測(cè)量，圖11是加工后的三維表面形貌圖。結(jié)果顯示，工件加工表面均存在溝槽和凹坑，且兩種施振方式下銑磨表面粗糙度Ra測(cè)量平均值分別為0.160 μm和0.086 μm。結(jié)合理論分析可推知：基于垂直施振下加工，其銑磨力小，工件材料表面凹坑較少；具有明顯的軌跡重疊效應(yīng)，磨粒往復(fù)熨壓加工面，使其表面質(zhì)量更好。

圖10 極差分析趨勢(shì)圖Fig.10 The tendency chart of range analysis

因素RSSdfMSF顯著性施振方向0.069 30.021 610.021 654主軸轉(zhuǎn)速0.102 30.031 620.015 840切削深度0.049 90.007 620.003 810進(jìn)給速度0.004 90.000 120.000 1誤差e0.004 710總和0.065 617

圖11 氧化鋯陶瓷加工后表面三維表面形貌Fig.11 Three-dimensional surface morphology of zirconia ceramic after machining

3.4 施振方向?qū)ρ趸啿牧先コ龣C(jī)理的影響

圖12和圖13為陶瓷基片在參數(shù)為：主軸轉(zhuǎn)速n=9 000 r/min,切深ap=3 μm，進(jìn)給速度vw=50 mm/min下加工后表面SEM照片，工件材料在動(dòng)態(tài)沖擊下，斷裂韌性降低，使得理論臨界載荷P*相應(yīng)減小，材料去除方式發(fā)生變化。由圖片12可以看出，平行施振時(shí)，金剛石磨粒劃切，擠壓陶瓷材料，對(duì)工件材料施加的軸向載荷大于臨界載荷P*，陶瓷材料脆性斷裂而產(chǎn)生片狀剝離破碎，在加工表面留下凹坑。

相比之下，圖片13顯示的，垂直施振方式降低了銑磨力，使得加工后工件表面因裂紋擴(kuò)展留下的凹坑數(shù)量大幅減小，材料沿切削路徑塑性流動(dòng)形成的劃痕數(shù)量增加，具有明顯的耕犁現(xiàn)象，此狀態(tài)下材料的主要去除方式為塑性去除。平行和垂直施振方式下，對(duì)氧化鋯陶瓷進(jìn)行銑磨加工，均存在與磨粒接觸的工件材料脆性斷裂而形成的微小破碎去除以及塑性擠壓而導(dǎo)致材料的剪切流動(dòng)。前者主要是脆性去除，后者則以塑性去除為主。

圖12 平行施振方式下陶瓷加工后表面SEM圖Fig.12 SEM image of the surface of ceramic after parallel vibration assited machining

圖13 垂直施振方式下陶瓷加工后表面SEM圖Fig.13 SEM image of the surface of ceramic after vertical vibration assited machining

4 結(jié) 論

(1)工藝特征試驗(yàn)結(jié)果表明：銑磨氧化鋯陶瓷時(shí)，改變施振方向，銑磨力會(huì)發(fā)生變化。與平行施振方式下的銑磨相比，垂直施振時(shí)Fz減小約37.6%。

(2)試驗(yàn)和理論推導(dǎo)均表明：同一加工參數(shù)下，平行施振時(shí)材料去除率大于垂直施振銑磨加工；增加主軸轉(zhuǎn)速、切深，都能有效提高材料去除率，提升加工效率，但進(jìn)給速度變化影響較小。

(3)正交試驗(yàn)結(jié)果表明：施振方向是影響加工表面粗糙度的最顯著因素，與沿平行于進(jìn)給方向施加超聲相比，垂直施振具有更小的平均未變形磨屑厚度，其同一磨粒的相鄰加工軌跡重疊，磨粒反復(fù)熨壓、磨拋加工面，使加工表面粗糙度更小。

(4)工件表面形貌顯示：銑磨加工下氧化鋯陶瓷材料的去除方式兼有塑性和脆性?xún)煞N形式；但在不同施振方式下脆塑去除比例有所差異，平行施振時(shí)，材料脆性去除比例較大，而垂直施振時(shí)，塑性去除比例較高。