細長軸超聲橢圓振動輔助車削實驗研究.pdf

1、細長軸為工件長度與直徑比大于20的軸類零件，細長軸主要用于機械連接、傳動及配合，廣泛應(yīng)用于生活、機械、航天航空等領(lǐng)域。在普通切削加工中，由于細長軸長徑比較大，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。為了解決細長軸車削加工的難題，將超聲橢圓振動輔助車削的加工方式引入到細長軸加工中，超聲橢圓振動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—分離的切削運動。
　　當(dāng)前國內(nèi)外對基于背平面超聲橢圓振動輔助車削實驗研究較少，則對其進行實驗研究具有重要意義，本文對超聲橢圓振動輔助車削原理及特點進行了分析，通過多普勒激光測振儀測量超聲橢圓振動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方向的振幅，為細長軸超聲振動車削加工提供理論指導(dǎo)和實驗依據(jù)。本文設(shè)計了有關(guān)細長軸（鋁合金6061）超聲橢圓振動輔助車削實驗，進行了普通車削與

3、超聲橢圓振動輔助車削對比試驗，對比了兩種不同加工方法對切削力及細長軸不同區(qū)域表面粗糙度。通過三向動態(tài)測力儀（Kistler,9257B）、表面粗糙度測量儀與數(shù)碼顯微鏡，研究了基于背平面超聲橢圓振動輔助車削的切削力、表面粗糙度、表面紋理及切屑形貌。實驗結(jié)果表明：在相同的切削參數(shù)條件下，超聲橢圓振動輔助車削三個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一步降低。細長軸的中間區(qū)域表面粗糙度均比兩端差，但超聲橢圓振動車削沿細長

4、軸長度方向的表面粗糙度的均勻一致性（通過表面粗糙度標準差系數(shù)體現(xiàn)）優(yōu)于普通車削。超聲橢圓振動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，切屑纏繞嚴重，而超聲橢圓振動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。
　　此外對典型細長軸超聲振動切削加工工藝進行了初步試驗，針對兩種不同尺寸及精度要求的細長軸零件，結(jié)合超聲振動輔助車削加工工藝，采取不同的裝夾方式，設(shè)計特殊的工裝