一項(xiàng)切削加工新技術(shù)為EWI贏得了2012年的“研發(fā)100大獎”。EWI是一個制造業(yè)研發(fā)聯(lián)盟，主要開展一些旨在提高材料連接效率的研發(fā)項(xiàng)目及相關(guān)技術(shù)。這項(xiàng)名為“AcousTech切削加工”的新技術(shù)（正在申請專利）能夠提高切削效率，延長刀具壽命，并改進(jìn)用標(biāo)準(zhǔn)切削工藝（包括鉆削、銑削和鏜削）加工常規(guī)材料和先進(jìn)材料時的質(zhì)量。

     據(jù)EWI技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)人/AcousTech研發(fā)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人Matt Short介紹，AcousTech代表了新一代的切削技術(shù)。它利用高能超聲振動來減小刀具切削面的摩擦，可大幅降低切削工件材料所需的力和力矩。切削力的下降減少了在切削面上產(chǎn)生的切削熱，從而可在采用常規(guī)進(jìn)給率和切削速度加工時顯著延長刀具壽命。此外，它可以提高刀具切入工件材料的速度，由于減小了切削力，還能提高工件的表面光潔度和尺寸穩(wěn)定性。該技術(shù)的應(yīng)用可提高生產(chǎn)率和加工能力。例如，制造商能以更高的切削速度和更小的刀具磨損，在硬材料上鉆削更大、更深的孔。在某些情況下，還可以完全取消潤滑劑。

     AcousTech技術(shù)基于高能超聲領(lǐng)域的成熟技術(shù)。大部分其他超聲波應(yīng)用的典型原理是：由一臺高能超聲波發(fā)生器為壓電式換能器提供動力和實(shí)施控制，壓電器件被電激發(fā)時，可將能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械振蕩。只要正確設(shè)計(jì)換能器件，這種機(jī)械振動就能以預(yù)定的頻率進(jìn)行縱向傳播。

     用于AcousTech切削加工時，換能器的工作頻率設(shè)計(jì)為20千赫，功率為5千瓦。AcousTech切削的振動位移范圍為微米級，因此對材料特性、零件質(zhì)量或表面光潔度均無不良影響。事實(shí)上，這些重要的衡量指標(biāo)普遍有所改進(jìn)，這都是由切削面的動態(tài)運(yùn)動促成的。

     實(shí)施這項(xiàng)技術(shù)的一個重要創(chuàng)新是將切削刀具與超聲波傳送系統(tǒng)有效連接在一起，同時將超聲振動與敏感的機(jī)床零部件完全隔離開來。在超聲波傳送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，為了達(dá)到所需的振動頻率，并將能量傳送到所需的位置——刀具上，廣泛采用了建模和仿真技術(shù)。在實(shí)際生產(chǎn)中，該全波刀具的頻率位于目標(biāo)頻率99.7％的范圍之內(nèi)。

     AcousTech技術(shù)在各種切削加工中的優(yōu)勢正在顯現(xiàn)出來。事實(shí)證明，該工藝能將進(jìn)給速度提高2－6倍，刀具壽命延長6－10倍（取決于不同的被加工材料）。最近，EWI開發(fā)了一種用于加工核壓力容器的便攜式AcousTech切削系統(tǒng)，旨在通過削減工藝步驟、取消切削液、提高加工精度和延長刀具壽命，來縮短加工關(guān)鍵零部件的停機(jī)時間。在一個模擬反應(yīng)堆的加工中，EWI證明了該技術(shù)的有效性：鉆削每個孔（直徑43mm，深度60mm）的總加工時間縮短了90％以上，而刀具壽命延長了10倍。

     另一個切削試驗(yàn)是用市售的鉆頭，在硬度為HRC49的淬硬鋼銷子上鉆削直徑13mm、深度75mm的孔。采用AcousTech技術(shù)使鉆削進(jìn)給率提高了4倍，孔的表面光潔度從Ra143提高到Ra36。

     “研發(fā)100大獎”每年頒發(fā)給從產(chǎn)業(yè)界、學(xué)術(shù)界和政府資助的研究項(xiàng)目中評選出來的新興技術(shù)，包括在檢測設(shè)備、材料、化學(xué)、生物醫(yī)藥產(chǎn)品、消費(fèi)產(chǎn)品、高能物理等領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步。

     EWI總裁兼首席執(zhí)行官Henry Cialone表示，“獲得研發(fā)100大獎有助于驗(yàn)證業(yè)界對這項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)的認(rèn)可和需求?！?