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　　申請號：201310662058

　　申請人：大連理工大學

　　摘要：本發明提供了一種金剛石刀具切削黑色金屬的方法，大氣壓冷等離子體射流調控切削界面與超聲振動輔助切削相結合。在大氣壓條件下，將石墨針裸電極放電產生的冷等離子體射流用絕緣導管引出后輸送至切削區域，可有效調控金剛石刀具與黑色金屬的接觸界面。射流中的活性碳粒子聚集在金剛石刀具與黑色金屬的接觸界面，同時黑色金屬表面吸附的活性粒子可阻止金剛石刀具與黑色金屬直接接觸，抑制金剛石刀具的化學磨損。超聲振動的空化作用形成高壓和切削時的復雜熱力作用促進冷等離子射流中的活性粒子與新生的黑色金屬表面反應，生成與金剛石化學親和力比黑色金屬低的物質，強化抑制金剛石刀具磨損的作用。

　　獨立權利要求：1.一種金剛石刀具切削黑色金屬的方法，其特征在于：該方法采用大氣壓冷等離子體射流調控超聲振動輔助切削黑色金屬，設備包括冷等離子體射流發生裝置和超聲振動裝置；冷等離子體發生裝置包括石墨針裸電極冷等離子體射流發生器和供氣系統；工作氣體源經供氣系統進入石墨針裸電極冷等離子體射流發生器；將石墨針裸電極冷等離子體射流發生器固定在機床上，使其能與金剛石刀具同步進給；高壓電源的高、低壓輸出端分別與石墨針裸電極冷等離子體射流發生器的電極相連；產生含活性碳離子的冷等離子體射流，用絕緣導管引出后傳送至切削加工區域；導管安裝在刀尖附近，并且出口正對切削區的位置；超聲振動裝置包括超聲波信號發生器、超聲振動裝置和金剛石刀具；其中，超聲振動裝置可實現一維超聲振動輔助切削或二維超聲振動輔助切削；切削時，打開冷等離子體發生裝置；開啟高壓電源，逐漸提高輸出電壓，直到導管的出口產生穩定的等離子體射流；調整導管的位置和方向，使切削區刀-工、刀-屑接觸界面能夠浸沒在冷等離子體射流之中；打開超聲波信號發生器，超聲頻電信號傳輸至超聲振動裝置，將超聲頻電信號轉換為超聲頻機械振動，帶動金剛石刀具作超聲頻機械振動。