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超声辅助车削技术是将一定规律的小振幅高频振动施加在刀具上的一种新型切削技术,这种技术使刀具的随机振动变成稳定有规律的振动,刀具与工件会产生周期性分离,这样就减少了刀具面与切屑以及工件的接触时间,减小了切削区域的切削力,减缓了刀具的损坏速度,降低了生产成本,提高了工件的加工质量和生产效率,因此超声车削技术在科研领域中得到了越来越广泛的应用。本文在重庆市自然科学基金项目“超声波辅助车削加工切削力变化规律及其对加工效果的影响研究”的资助下,开展了超声波辅助车削切削力变化规律的仿真研究。首先,对超声振动车削技术理论进行了详细的研究,结合超声振动车削原理分析了瞬时切削力在加工过程中的重要作用,分别推导了频率、振幅、切削速度与平均切削力间的函数关系式,为了研究不同频率、振幅、切削速度对平均切削力的影响,本文采用MATLAB仿真软件对其进行了数值模拟。其次,采用ANSYS软件建立了超声振动车肖40CrNiMo合金的有限元模型,得到了切削工件时的瞬时切削力大小的变化曲线以及等效应力云图,并且分析了刀具和工件分离的切削过程;同时,在相同条件下仿真了普通车削产生的瞬时切削力曲线以及等效应力云图。结果表明,超声振动车削产生的切削力比普通车削时产生的切削力要小的多。最后,为了研究不同的切削速度、超声频率和振幅大小对超声车削瞬时切削力的影响,进行了仿真实验,结果表明:(1)随着切削速度的缓慢变大,超声振动切削工件时产生的切削力也缓慢增大,并且其平均切削力也随之增大,当切削速度接近临界速度Vc时,超声振动车削就接近了普通车削的方式。(2)随着振幅的增大,刀具切削工件时产生的切削力减小,平均切削力也随之减小,实验分析表明振幅对超声切车削削力的影响较小。(3)超声波振动频率较小时,其切削力的峰值变化不明显;但是当频率增大到55kHz时,切削力峰值明显地出现波动变化;在振动频率较小时,平均切削力值变化不太明显,但当频率超过45kHz时,平均切削力大幅度的减小。