超声振动辅助铣削加工预测建模与实验验证

2018-11-13刘宪福张建华陶国灿白丽娟

电加工与模具 2018年5期

刘宪福，张建华，陶国灿，白丽娟

（山东大学，高效洁净机械制造教育部重点实验室，机械工程国家级实验教学示范中心，山东济南250061）

超声振动辅助切削加工技术是将传统切削加工技术与超声振动有机结合起来的一种复合加工技术[1]，通过利用超声换能器装置对车刀施加有规律的超声频振动，可实现切削刃与加工材料的断续切削过程，从而获得不同于传统切削的加工效果。超声振动切削不仅可提高材料加工表面的性能、减小切削力、提高刀具的使用寿命[2-5]，还能形成特殊的表面形貌。Gao等[6]通过实验发现可利用超声振动车削的方式加工出具有波纹状的表面形貌。Adnan等[7]利用振动切削可加工出具有沟槽形状的表面。陶国灿等[8-10]通过研究发现超声振动辅助铣削能加工出具有鱼鳞状的仿生表面形貌，对表面性能有一定的提升作用。由于三维表面形貌对表面质量和表面性能有很大的影响，研究超声振动辅助铣削加工的三维表面形貌具有非常重要的意义。

为了更好的研究超声振动铣削加工参数对加工表面形貌的影响，并得到具有更优性能的鱼鳞状仿生表面形貌，本文建立了针对超声振动辅助铣削加工过程的预测模型，并在此模型的基础上进行了超声振动辅助铣削加工的MATLAB仿真。通过对比进给方向超声振动辅助铣削实验结果，验证了该模型的准确性。