振動切削中應(yīng)力波動傳播對裂紋及成屑的影響研究.pdf

1、振動切削是指切削工具相對工件以一定切削速度運動，并利用另外設(shè)置的振動源，使刀具以一定的振幅、頻率振動的加工方法。與傳統(tǒng)切削方法相比，振動切削具有許多優(yōu)點，諸如較低的切削力、較高的加工精度和較低的表面粗糙度。振動切削加工方法已成為精密加工、超精密加工的重要發(fā)展方向。 本文對振動切削中應(yīng)力波傳播對裂紋的形成、擴展的影響及成屑機理進行理論分析和研究，揭示了振動切削中刀具對工件的作用為應(yīng)力波影響下的動態(tài)沖擊，較普通切削更易于萌生起始斷裂

2、而成屑：動態(tài)應(yīng)力波對切削裂紋形成的影響及作用是改善切削效果的主要因素。 通過對振動切削與普通切削理論上進行比較與分析，對振動切削和普通切削的運動過程進行了理論研究，其中包括受力分析和運動分析，并且建立了相應(yīng)的數(shù)學模型。并且比較了振動切削與普通切削機理之間的差異，振動切削系統(tǒng)具有較高的穩(wěn)定性。 建立并調(diào)試低頻振動切削實驗系統(tǒng)。采用計算機控制的壓電陶瓷為驅(qū)動元件的微驅(qū)動刀架，作為振動源；用SDC系列測力儀對切削力進行測量；由

3、反饋信號測量系統(tǒng)得到真實刀尖的運動參數(shù)，便于修正理論給定參數(shù)值。 進行低頻振動切削與普通切削的對比實驗研究，并利用掃描電鏡SEM及金相顯微鏡對切削樣本微觀形貌進行分析，揭示在振動切削中沖擊載荷作用下切削裂紋萌生的機理。實驗及微觀分析表明：(a)相對于普通切削，振動切削的加工表面存在各種拉擠、撕裂缺陷較少，使得加工表面的質(zhì)量提高；(b)由于刀具對工件的應(yīng)力波影響下動態(tài)沖擊作用，裂尖區(qū)域的斷裂韌性大大低于相同切削條件下普通切削的情形