橢圓振動(dòng)車削過程中切削力的研究.pdf

1、橢圓振動(dòng)切削(Elliptical Vibration Cutting，EVC)是近年來發(fā)展起來的一種新的方法，可用于改善材料切削加工性、獲得納微加工所需的切削運(yùn)動(dòng)等。切削力是切削加工過程中的一種重要的物理量，然而在業(yè)已開展的研究中關(guān)于EVC過程的切削力還研究的不夠深入、已發(fā)表的研究報(bào)道也較少。本學(xué)位論文將主要針對(duì)EVC過程中的切削力開展研究。
　　在假設(shè)刀具足夠鋒利的前提下，忽略刀具刃口圓弧半徑的影響，根據(jù)薄剪切面理論分析了切削

2、過程中瞬時(shí)切削速度、瞬時(shí)剪切速度和切屑瞬時(shí)流速的空間變化關(guān)系，定義了瞬時(shí)相對(duì)速度角，根據(jù)最大剪應(yīng)力理論和切削過程中力的空間關(guān)系，建立了各相關(guān)角度與時(shí)間t的聯(lián)系，建立了切削力的分析模型。
　　采用有限元分析軟件ABAQUS，建立了利用三維EVC加工鈦合金工件的有限元模型。通過切削過程仿真，得到了刀具前角、振幅、振動(dòng)頻率、切速和切深對(duì)切削力的影響規(guī)律，分析了不同EVC參數(shù)對(duì)主切削力、吃刀抗力和法向力的影響，為實(shí)際加工中刀具和切削參數(shù)的

3、優(yōu)化提供理論依據(jù)。
　　建立了用三維EVC加工鈦合金工件的殘余應(yīng)力分析模型，改變切削速度、切削深度、振幅和振動(dòng)頻率，通過數(shù)值仿真分析了殘余應(yīng)力的變化過程，為基于三維EVC過程的殘余應(yīng)力來對(duì)切削參數(shù)進(jìn)行優(yōu)選從而提高加工質(zhì)量和效率提供了理論依據(jù)。
　　利用二維EVC裝置在超精密車床上開展了金剛石刀具切削實(shí)驗(yàn)，利用Kistler三向測力儀對(duì)EVC過程中的力進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，與基于切削力模型預(yù)測得到的結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，驗(yàn)證了模型的正確性。