商 鹏 黄思硕 刘晓鹏 杨 壮 刘 腾 张建军

河北工业大学机械工程学院,天津,300130

0 引言

大型机床精密加工微型零件时，存在空间资源利用不合理、能源消耗大等问题。在保证加工精度的前提下，结合微型零件的空间尺寸将大型机床微型化，有利于减少材料与能源消耗，并提高空间利用率[1]。因此，在加工结构复杂的微型零件时，振动辅助微细铣削加工已成为了一种主要的加工方式[2]。

振动辅助微细加工在原有进给运动的基础上，通过在刀具与工件之间施加合适振动频率与振幅的位移(如借助压电促动器对工件施加振动)，可实现切削刃与工件的周期性分离。振动辅助铣削加工具有减小切削力、降低刀具磨损率、减少毛刺形成和改善表面光洁度等优点[3],因此，振动辅助微细铣削能够应用于各种材料的加工，并形成具有特殊功能的表面织构与复杂光学曲面[4]。

现阶段国内外学者对振动辅助微细铣削的研究主要集中在一维振动与二维振动两方面[5-9]，研究结果表明，振动辅助加工有利于减小切削力。然而，目前有关二维振动辅助微细铣削切削力的研究报道大多只关注所施加的振动参数对切削力的影响，导致所建立的切削力模型与实际情况的吻合度不高[10-15]。为此，本文对非谐振式二维振动辅助微细铣削进行系统研究，考虑刀具偏心以及实际切削过程中的尺度效应与累积作用对瞬时切削厚度的影响，建立一种较为全面的二维振动辅助微细铣削切削力模型。……