毛 亮 ，邹 平 ，王 伟 ，陈 硕 ，3，田英健

（1.东北大学机械工程与自动化学院，辽宁沈阳110819；2.中航光电科技股份有限公司，河南洛阳471000；3.辽宁轨道交通职业学院机械工程系，辽宁沈阳110023）

超声振动钻削是在普通钻削的基础上，在钻头或工件上增加一个周期性的超声振动，使钻头和工件之间发生某种有规律的且可控的相对运动[1-2]。超声振动钻削过程中，通过选择合适的切削参数（振幅、频率、转速和进给量）可以改变钻削的加工机理，使其从普通钻削中的连续切削改变为断续切削（即刀具与工件周期性的分离与接触）。这种有规律的断续切削不但能抑制普通钻削加工中钻头的无规律振动，而且还能提高钻削系统的稳定性，从而提高孔的加工质量[3]，特别是在加工难加工材料时能有效地减小切削力、提高入钻精度、排出切屑、降低切削温度、降低出口毛刺的高度和延长刀具寿命等，其优良的加工效果已经得到国内外学者的广泛关注[4]。

1 超声振动钻削轴向运动方程的建立

本文研究的超声振动钻削如图1所示，是在钻头的轴向上施加超声振动，使钻头既做进给运动也做轴向超声振动，使工件做旋转运动。选择工件旋转而不是钻头旋转，可避免在超声振动装置上安装集流环，使系统结构更加简单、安装操作更加方便。

图1 超声振动钻削示意图

由图1可见，规定水平方向为z方向，且向左的方向为正方向。当在钻头上所施加的超声振动为正弦波时，其波形函数为 z=Asin（2πft），则钻头的运动轨迹的表达式为：