細(xì)長(zhǎng)軸超聲橢圓振動(dòng)輔助車削實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、細(xì)長(zhǎng)軸為工件長(zhǎng)度與直徑比大于20的軸類零件，細(xì)長(zhǎng)軸主要用于機(jī)械連接、傳動(dòng)及配合，廣泛應(yīng)用于生活、機(jī)械、航天航空等領(lǐng)域。在普通切削加工中，由于細(xì)長(zhǎng)軸長(zhǎng)徑比較大，軸的剛性差，軸向線性膨脹大，易受切削力、切削熱的影響而產(chǎn)生彎曲變形，使得工件難以滿足精度要求。為了解決細(xì)長(zhǎng)軸車削加工的難題，將超聲橢圓振動(dòng)輔助車削的加工方式引入到細(xì)長(zhǎng)軸加工中，超聲橢圓振動(dòng)是將一定頻率和振幅有規(guī)律性地施加到車削單元上，使其獲得脈沖式的沖擊能量，如此刀具對(duì)其加工材料施

2、加有規(guī)律且斷續(xù)的沖擊力，使刀具與工件重復(fù)做接觸—分離的切削運(yùn)動(dòng)。
　　當(dāng)前國(guó)內(nèi)外對(duì)基于背平面超聲橢圓振動(dòng)輔助車削實(shí)驗(yàn)研究較少，則對(duì)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究具有重要意義，本文對(duì)超聲橢圓振動(dòng)輔助車削原理及特點(diǎn)進(jìn)行了分析，通過多普勒激光測(cè)振儀測(cè)量超聲橢圓振動(dòng)輔助車削單元刀具的振幅，研究不同超聲波電源功率下三個(gè)方向的振幅，為細(xì)長(zhǎng)軸超聲振動(dòng)車削加工提供理論指導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。本文設(shè)計(jì)了有關(guān)細(xì)長(zhǎng)軸（鋁合金6061）超聲橢圓振動(dòng)輔助車削實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了普通車削與

3、超聲橢圓振動(dòng)輔助車削對(duì)比試驗(yàn)，對(duì)比了兩種不同加工方法對(duì)切削力及細(xì)長(zhǎng)軸不同區(qū)域表面粗糙度。通過三向動(dòng)態(tài)測(cè)力儀（Kistler,9257B）、表面粗糙度測(cè)量?jī)x與數(shù)碼顯微鏡，研究了基于背平面超聲橢圓振動(dòng)輔助車削的切削力、表面粗糙度、表面紋理及切屑形貌。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在相同的切削參數(shù)條件下，超聲橢圓振動(dòng)輔助車削三個(gè)方向的切削力均小于普通車削切削力，并且隨著振幅的增加切削力進(jìn)一步降低。細(xì)長(zhǎng)軸的中間區(qū)域表面粗糙度均比兩端差，但超聲橢圓振動(dòng)車削沿細(xì)長(zhǎng)

4、軸長(zhǎng)度方向的表面粗糙度的均勻一致性（通過表面粗糙度標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)體現(xiàn)）優(yōu)于普通車削。超聲橢圓振動(dòng)車削加工后的表面紋路較普通車削均勻縝密，且斷屑效果優(yōu)于普通車削，普通車削形成的切屑為連續(xù)切屑，切屑纏繞嚴(yán)重，而超聲橢圓振動(dòng)輔助車削的切屑形狀為斷續(xù)切屑，隨著振幅的增大斷屑效果提高。
　　此外對(duì)典型細(xì)長(zhǎng)軸超聲振動(dòng)切削加工工藝進(jìn)行了初步試驗(yàn)，針對(duì)兩種不同尺寸及精度要求的細(xì)長(zhǎng)軸零件，結(jié)合超聲振動(dòng)輔助車削加工工藝，采取不同的裝夾方式，設(shè)計(jì)特殊的工裝