低频扭转振动辅助螺旋铣孔切削力模型研究

作     者：冯勇 周豪杰 周智远 贾晓林 秦育彦 徐伟伟 FENG Yong;ZHOU Haojie;ZHOU Zhiyuan;JIA Xiaolin;QIN Yuyan;XU Weiwei

作者机构：南京工程学院机械工程学院南京211167 常熟理工学院机械工程学院苏州215500 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2024年第60卷第5期

页      面：390-402页

核心收录：

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 08[工学] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金(51775260) 江苏省高等学校自然科学研究(21KJB460022)资助项目 

主　　题：TiBw/TC4复合材料 低频扭振 螺旋铣孔 切削力模型 制孔质量 

摘      要：晶须增强钛基复合材料因其高比刚度、比强度等优异性能,被广泛用于航空航天、车辆运输以及新能源等领域;然而,由于材料各向异性,在常规制孔加工中极易产生缺陷,限制了其大量推广和应用。为此,结合低频扭转振动的运动特点和螺旋铣削的加工特点,提出低频扭转振动辅助螺旋铣孔(低频扭振螺旋铣孔)工艺方法,并进一步推导了其切削力模型;在此基础上,开展了TiBw/TC4复合材料的铣孔实验研究,验证了切削力模型的合理性。仿真分析表明,扭振切向进给与切向每齿进给相同,扭振频率与切削频率同频时,端面合力的平均切削力峰值较常规螺旋铣孔分别下降近13.05%和13.64%。实验研究表明,低频扭振螺旋铣孔有助于减少出/入口毛刺、孔壁划痕、破碎等缺陷,并可有效降低刀具磨损;相较于常规螺旋铣孔,孔壁粗糙度降低36.29%。