轴向超声振动辅助铣削力的建模与实验研究

• 作者: 魏学涛 岳彩旭 刘献礼 严复钢 魏士亮 Steven Y.Liang
• 来源期刊: 机械科学与技术
• 学科: 工学
• 关键词: 轴向振动 超声铣削 解析模型 铣削力
• 年，卷（期）: 2021,（12）
• 所属期刊栏目: 机械动力学
• 页码范围: 1820-1828
• 页数: 9页
• 分类号: TG663
• 语种: 中文
• DOI: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200288

摘要

轴向超声振动辅助铣削工艺是近年来铣削领域的最新进展之一,目前对于轴向超声振动铣削力建模的研究相对较少.针对这一问题,提出了一个考虑轴向振动的超声铣削力建模方法.根据空间中刀尖运动轨迹的坐标,建立了准确的瞬时切厚模型,得到不同切削角度下切屑形成力和摩擦力模型.将铣削力与未变形的切屑截面面积建立函数关系,考虑了瞬时未变形切厚模型以及瞬时切深模型,得到了轴向冲击力模型.结合切屑形成力模型、摩擦力模型和轴向冲击力模型得到轴向超声振动辅助铣削力模型.研究结果表明:预测的铣削力变化趋向与实验测得的铣削力变化趋向吻合,最大峰值力的误差范围在7.53％～17.35％之间.本文结果将为超声振动辅助铣削工艺的优化研究提供理论基础.