赵 波， 赵斌斌， 范凯洋, 张跃敏

(河南理工大学机械与动力工程学院 焦作， 454000)



垂直平面内二维超声振动铣削系统稳定性研究

赵 波， 赵斌斌， 范凯洋, 张跃敏

(河南理工大学机械与动力工程学院 焦作， 454000)

为研究垂直平面内二维超声振动铣削系统的稳定性，建立了垂直平面内二维超声振动铣削稳定性模型，采用全离散法对二维超声振动铣削稳定性进行了研究，利用Matlab软件进行了数值仿真，获得了系统的稳定性叶瓣图。铣削钛合金材料颤振实验结果表明，主轴转速在1 000～3 500 r/min范围内，数值仿真结果与实验结果吻合较好，验证了垂直平面内二维超声振动铣削稳定性模型的正确性。在垂直平面内施加二维超声振动能提高系统的稳定性，轴向切深极限最大提高了约13.6%。

二维超声振动铣削；全离散法；稳定性；叶瓣图

引 言

钛合金是一种具有强度高、密度小、耐腐蚀性好及耐热性高等特点的金属，被广泛应用于航空航天等领域。虽然钛合金具有上述优点，但其存在工艺性能差、切削加工困难等缺点。为了解决钛合金等难加工材料的加工问题，业内普遍采用的做法是合理选择合适的加工设备和加工参数，来提高难加工材料的加工质量和加工效率。

高速铣削具有高精度、高效率等优点，但在加工过程中，如果加工参数选择不当，则存在切削颤振。切削颤振不仅严重影响着零件的加工质量，还可能会破坏机床设备及刀具。因此，许多学者都对切削颤振进行了研究。……