旋转超声钻削的切削力数学模型及试验研究

作     者：张承龙 冯平法 吴志军 郁鼎文 ZHANG Chenglong;FENG Pingfa;WU Zhijun;YU Dingwen

作者机构：清华大学精密仪器与机械学系北京100084 

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

年 卷 期：2011年第47卷第15期

页      面：149-155页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 0701[理学-数学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金(50975253) 国家高技术研究发展计划(863计划 2009AA44204) 摩擦学国家重点实验室(SKLT08B11)资助项目 

主　　题：旋转超声加工 钻削 切削力 数学模型 崩边尺寸 表面粗糙度 

摘      要：通过分析硬脆材料脆性断裂去除机理和旋转超声加工特点,确定旋转超声加工时单颗磨粒的切削时间、切削深度、切削速度及切削轨迹长度,建立旋转超声恒进给率钻削硬脆材料的切削力数学预测模型。光学玻璃加工试验研究表明,切削力随进给速度的增大而增大,随主轴转速的提高而减小;在高进给速度条件下,切削力对主轴转速的变化更为敏感,在低主轴转速条件下,切削力对进给速度的变化更为敏感;从而很好地验证了已建立的切削力数学预测模型。旋转超声加工和普通加工的对比试验表明,旋转超声钻削加工可以有效降低切削力,一定程度上减小出孔崩边尺寸,从而提高加工效率、降低加工成本。根据旋转超声加工的表面粗糙度值略高于普通加工,提出硬脆材料脆性断裂去除时磨粒实际切削深度决定加工表面粗糙度的判断。