纵扭复合超声端面铣削表面微结构建模与试验研究

作者：张存鹰; 赵波^*; 王晓博

来源：表面技术, 2019, 48(10): 52-79.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2019.10.006

• 纵扭复合超声加工
• 端面铣削
• 表面微结构
• 表面建模

目的对纵扭复合超声端面铣削加工表面微结构进行预测,以优化加工参数。方法对纵扭复合超声端面铣削进行运动学分析,并在其基础上建立三维运动轨迹方程。对刀尖轨迹仿真,且研究该运动方式下的加工特性。通过对切削刃和工件离散化建立纵扭复合超声端面铣削表面微结构理论模型,并利用MATLAB进行三维表面仿真。对TC4钛合金进行超声振动切削试验。结果理论仿真和切削试验结果均表明超声纵扭端面铣削时,随振幅的增加,由振动引起的表面微观结构特征愈加明显。扭纵幅值比增大时,加工表面微观结构凹坑效应弱化,At/Al=0.55时,加工表面呈条形片状微观结构。振动频率和主轴转速会影响表面微观结构单元的疏密程度。结论加工表面微结构的生成与振动频率、振幅、扭纵复制比、切削速度等加工参数相关,铣削实验得到的加工表面变化趋势与表面理论模型吻合,该表面模型能够优化超声加工参数。

• 单位
  河南牧业经济学院; 河南理工大学; 自动化学院