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超声辅助铣削镍基高温合金铣削力建模及实验研究

肖强 冯真鹏 刘锁强

肖强, 冯真鹏, 刘锁强. 超声辅助铣削镍基高温合金铣削力建模及实验研究[J]. 制造技术与机床, 2023, (11): 47-52. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.11.007
引用本文: 肖强, 冯真鹏, 刘锁强. 超声辅助铣削镍基高温合金铣削力建模及实验研究[J]. 制造技术与机床, 2023, (11): 47-52. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.11.007
XIAO Qiang, FENG Zhenpeng, LIU Suoqiang. Modeling and experimental study on ultrasonic milling force of Nickel-based superalloy[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2023, (11): 47-52. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.11.007
Citation: XIAO Qiang, FENG Zhenpeng, LIU Suoqiang. Modeling and experimental study on ultrasonic milling force of Nickel-based superalloy[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2023, (11): 47-52. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.11.007

超声辅助铣削镍基高温合金铣削力建模及实验研究

doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.11.007
基金项目: 陕西省科技厅重点研发计划项目(2022GY-227);西安市未央区科技计划−产学研协同创新计划(201912);陕西省特种加工重点实验室开放基金(SXTZKFJJ201902)
详细信息
    作者简介:

    肖强,男,1976年生,教授,研究方向为精密与超精密加工。E-mail:175230206@qq.com

    通讯作者:

    肖强,男,1976年生,教授,研究方向为精密与超精密加工。E-mail:175230206@qq.com

  • 中图分类号: TG506.5

Modeling and experimental study on ultrasonic milling force of Nickel-based superalloy

  • 摘要: 文章研究了超声振动辅助对铣削镍基高温合金的铣削力和表面质量影响。针对超声振动特性,建立了超声振动辅助铣削力模型,仿真分析了铣削力与超声振动振幅、频率的关系,设计了普通铣削和超声振动辅助铣削关于铣削力的对比试验,研究了超声振动作用下不同铣削参数对铣削力的影响规律及表面质量的影响规律。结果表明, 对铣刀施加超声振动后,在一定范围内,随着超声振幅和频率的增大,铣削力随之减小;在施加超声振动辅助后,试件表面形貌较为圆润,相邻切削痕迹过渡平滑,显著改善了普通铣削加工后表面凸起尖锐,具有较深的沟槽痕迹,相邻切削痕迹明显的缺陷。

     

  • 图  1  切削力的产生示意图

    图  2  普通铣削加工示意图

    图  3  不同振幅作用下的切削力信号

    图  4  不同频率作用下的切削力信号

    图  5  超声振动辅助铣削力试验装置

    图  6  铣削力信号对比图

    图  7  不同的超声电流下的铣削三维表面形貌

    图  8  超声电流对Ra、Rz的影响规律

    表  1  三维斜角切削仿真参数设置

    序号 切削速度vc /
    (mm/s)
    切削深度
    h/mm
    切削宽度
    b/mm
    振幅
    A/μm
    频率
    f/kHz
    a 1 507 0.1 0.3 0 0
    b 8 30
    c 10 30
    d 12 30
    e 15 30
    f 18 30
    下载: 导出CSV

    表  2  切削仿真参数设置

    序号 切削速度vc/
    (mm/s)
    切削深度
    h/mm
    切削宽度
    b/mm
    振幅
    A/μm
    频率
    f/kHz
    g 1507 0.1 0.3 15 20
    h 15 25
    i 15 30
    j 15 35
    下载: 导出CSV
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图(8) / 表(2)
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出版历程
  • 修回日期:  2023-04-18
  • 网络出版日期:  2023-11-07

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