超聲振動(dòng)輔助鉆削鈦合金的機(jī)理和工藝研究.pdf

1、作為非傳統(tǒng)的加工方法，超聲振動(dòng)輔助鉆削(UVAD)，又稱超聲振動(dòng)鉆削，是建立在振動(dòng)理論和切削理論等基礎(chǔ)上的新穎的鉆削加工方法，屬于振動(dòng)切削的一個(gè)分支。超聲振動(dòng)鉆削改變了傳統(tǒng)鉆削的切削機(jī)理，在小孔和深孔加工方面，具有不可替代的優(yōu)勢(shì)。大量的理論和試驗(yàn)表明超聲振動(dòng)鉆削的斷屑排屑效果、加工質(zhì)量、刀具壽命等都有較大的改善和提高。
　　建立了普通鉆削和超聲振動(dòng)鉆削的數(shù)學(xué)模型和有限元模型，通過(guò)理論分析和仿真試驗(yàn)得出，超聲振動(dòng)能夠降低摩擦力，減小

2、軸向切削力和扭矩，對(duì)比普通鉆削，超聲振動(dòng)鉆削加工AISI-Al2024、AISI-1045平均軸向力同比下降33％、17%，扭矩同比下降33%、26%，超聲振動(dòng)鉆削加工Ti6Al4V最大軸向力和扭矩分別下降50%、44%。仿真模擬并試驗(yàn)驗(yàn)證了，施加在刀具上的超聲振動(dòng)產(chǎn)生的熱量無(wú)法快速擴(kuò)散，導(dǎo)致超聲振動(dòng)鉆削加工時(shí)刀具溫度較高的主要原因。
　　建立了超聲振動(dòng)鉆削加工系統(tǒng)。通過(guò)調(diào)研比較，對(duì)發(fā)生器、換能器和調(diào)幅器進(jìn)行了選型；基于理論計(jì)算出

3、刀桿尺寸，用ANSYS有限元軟件
　　進(jìn)行了模態(tài)分析，確定了刀桿的振動(dòng)特性，即刀桿的固有頻率及振型，修正了理論計(jì)算尺寸，設(shè)計(jì)了半波長(zhǎng)超聲振動(dòng)刀桿；為實(shí)現(xiàn)在普通車床上進(jìn)給，設(shè)計(jì)了刀架夾持裝置及相應(yīng)的零部件，建立了超聲振動(dòng)鉆削系統(tǒng)。
　　以AISI-Al2024、AISI-1045、Ti6Al4Mo為試驗(yàn)材料，進(jìn)行了普通鉆削和超聲振動(dòng)鉆削加工試驗(yàn)。超聲振動(dòng)鉆削的切屑碎且細(xì)，形狀規(guī)整，大切屑比普通鉆削螺旋度高，且厚度較??；普通鉆削