超声椭圆振动铣削钛合金的稳定性研究
张跃敏
郭海运
贾贺威
王晓博
河南理工大学 机械与动力工程学院,河南 焦作,454000
摘要：超声椭圆振动铣削是一种能够降低切削力、改善工件表面质量、抑制颤振、提高加工效率等的切削加工技术.目的 为了实现无颤振铣削钛合金材料,方法 采用超声椭圆振动铣削加工技术,并对加工系统的稳定性展开研究.超声椭圆振动铣削在加工过程中具有高频断续的加工特性,瞬态切厚模型与普通铣削不同.为了求出该系统的真实瞬态切厚,利用MATLAB软件仿真求解超声椭圆振动铣削的刀尖运动方程并分析刀尖运动轨迹,采用坐标法建立窗口函数,预判求解刀齿的瞬时切厚.在此基础上利用非线性周期函数的线性化理论,建立超声椭圆振动铣削的动力学模型.通过全离散法求解系统状态转移矩阵的特征值,利用Floquet定理判定系统的稳定性,获得不同转速对应的临界切深,构建超声椭圆振动铣削和普通铣削系统的稳定性预测曲线,并通过颤振试验进行验证和分析.结果 结果表明:超声椭圆振动铣削系统随着转速增加,系统的轴向切深极限值和稳定性区域不断增加;转速达到6 000 r/min时,轴向切深极限值急剧增加;转速小于3 000 r/min时,超声椭圆振动铣削无颤振加工的轴向切深极限值比普通铣削提高了50%.结论 数值仿真结果与试验结果吻合较好,验证了理论模型和预测稳定性曲线是有效和可靠的.
关键词：稳定性分析超声椭圆振动铣削坐标法钛合金
分类号：TB115(工程基础科学)TB552(声学工程)
资助基金：国家自然科学基金(52005164)河南省高等学校重点科研计划项目(22A416005)河南省高校基本科研业务费专项项目(NSFRF210422)河南理工大学博士基金资助项目(B2018-20)
论文发表日期：2024-08-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 117-125 )
英文信息