【摘要】：鈦合金具有抗腐蝕性強(qiáng)、比強(qiáng)度高等優(yōu)良的物理力學(xué)性能,是航空航天、石油化工、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的工程材料;但因其具有導(dǎo)熱系數(shù)低、切削溫度高、切削變形大、冷硬現(xiàn)象嚴(yán)重等切削特性,使其成為典型的難加工材料,故鈦合金的高效精密加工問題一直是切削領(lǐng)域的技術(shù)難題。大量研究表明,外場(chǎng)輔助切削是解決上述難題的有效方法,振動(dòng)輔助切削是最主要的外場(chǎng)輔助切削工藝,在難加工材料切削方面具有公認(rèn)的效果。然而,振動(dòng)輔助切削工藝效果的好壞與振動(dòng)方式的選擇、工藝參數(shù)的匹配等密切相關(guān)。因此本文通過給工件施加振動(dòng)的方式,開展不同振動(dòng)方式和工藝參數(shù)下的TC4鈦合金的振動(dòng)輔助側(cè)銑平面試驗(yàn),并對(duì)其工藝效果進(jìn)行了深入研究。本文的具體研究有:1、基于超聲學(xué)原理研制了一套用于超聲振動(dòng)銑削的工件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),并通過理論計(jì)算確定了工件的結(jié)構(gòu)尺寸,對(duì)超聲振動(dòng)系統(tǒng)的振幅輸出進(jìn)行了測(cè)試。基于壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng),設(shè)計(jì)并開發(fā)了一套用于低頻振動(dòng)銑削的激振工作臺(tái),并對(duì)其輸出特性進(jìn)行了測(cè)試與分析。結(jié)果表明:該兩套裝置輸出性能連續(xù)穩(wěn)定,能夠滿足實(shí)際加工的需要。2、對(duì)工件施加了進(jìn)給方向(切向)、垂直于加工表面方向(法向)和平行于刀具軸向方向(軸向)三個(gè)方向的振動(dòng),進(jìn)行了三個(gè)振動(dòng)方向刀具相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性分析,得到切向振動(dòng)產(chǎn)生刀屑分離的必要條件,并根據(jù)該條件選擇了試驗(yàn)參數(shù)。3、在三個(gè)方向施加超聲振動(dòng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了主軸轉(zhuǎn)速、振幅、每齒進(jìn)給量的單因素試驗(yàn);根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)特性分析得出的刀屑分離條件對(duì)比分析了不同振動(dòng)方向、超聲與低頻振動(dòng)對(duì)切削力的影響規(guī)律,試驗(yàn)結(jié)果表明:振動(dòng)銑削具有減小平均力的效果,且超聲振動(dòng)銑削的減力效果優(yōu)于低頻振動(dòng)銑削。4、在給工件施加不同振動(dòng)方式的基礎(chǔ)上,對(duì)比分析了三個(gè)振動(dòng)方向以及超聲、低頻兩類振動(dòng)頻率對(duì)表面幾何特征及表面力學(xué)性能的影響規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明:超聲振動(dòng)銑削表面微織構(gòu)的規(guī)律性優(yōu)于低頻振動(dòng)銑削;表面顯微硬度及殘余應(yīng)力與切削力有著一定的相關(guān)性。對(duì)比分析了澆注潤滑和微量潤滑(MQL)在振動(dòng)輔助銑削中的潤滑效果。通過本文開展的研究,開發(fā)適合于振動(dòng)輔助銑削的激振裝置,揭示振動(dòng)方式對(duì)鈦合金銑削的影響規(guī)律,探求各振動(dòng)方式下的加工優(yōu)勢(shì),從而為振動(dòng)輔助銑削技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用提供理論指導(dǎo)和技術(shù)。
【圖文】：

超方向走向，使頻振動(dòng)銑方向走銑削。2.2 超2.2.1 系超示。超振蕩信聲振動(dòng)銑削刀時(shí)可以實(shí)刀具軸線與銑削中，圖刀時(shí)可以實(shí)超聲振動(dòng)系系統(tǒng)組成聲振動(dòng)系統(tǒng)聲振動(dòng)系統(tǒng)號(hào)，該信號(hào)削中，當(dāng)銑實(shí)現(xiàn)法向振與 X 方向一圖 2-1（b）實(shí)現(xiàn)低頻切系統(tǒng)統(tǒng)由超聲波統(tǒng)的工作原號(hào)由換能器刀沿 X 方動(dòng)銑削，如一致，則可可以實(shí)現(xiàn)低向振動(dòng)銑削控制器、換理為：220轉(zhuǎn)換成為頻方向走刀時(shí)可如圖 2-1 中以實(shí)現(xiàn)軸向低頻軸向振削，當(dāng)?shù)毒哐負(fù)Q能器、變0V 的交流電頻率相同的可以實(shí)現(xiàn)切（a）所示；向振動(dòng)銑削振動(dòng)銑削。沿 Y 方向走幅桿、工件電經(jīng)超聲波機(jī)械振動(dòng)。切向振動(dòng)銑削通過角度頭，如圖 2-1圖 2-1（d）走刀時(shí)可以實(shí)件等元器件波控制器轉(zhuǎn)化削，當(dāng)?shù)毒哳^改變刀具中（c）所）中，當(dāng)?shù)秾?shí)現(xiàn)低頻法件構(gòu)成，如圖化成為超聲具沿著 Y具軸線方所示。低刀具沿 Z法向振動(dòng)圖 2-2 所聲頻的電

成為高頻系高的要求ZQ-600（2換的機(jī)械振磁致一些缺輸出功率成為了換本研所示，壓頻的機(jī)械振統(tǒng)的受力、求，功率在00 智能超聲）換能器能器通過電振動(dòng)。根據(jù)致伸縮換能點(diǎn)如轉(zhuǎn)換效率大、產(chǎn)熱換能器的應(yīng)研究采用的壓電晶堆為振動(dòng)。負(fù)載等因素在額定范圍聲波控制器電纜與信號(hào)據(jù)換能器的能器具有工效率低，工作熱少、體積小應(yīng)用主流。的換能器為為圓形陶瓷素在切削過內(nèi)須連續(xù)可，功率容量發(fā)生器相連工作原理，作穩(wěn)定性高作過程中容小以及轉(zhuǎn)換壓電晶體換片，中間的過程中會(huì)發(fā)可調(diào)且輸出穩(wěn)量 1000W，連，其功能是大致可以高、機(jī)械強(qiáng)度容易發(fā)熱。而換效率高等特?fù)Q能器。它的的電極片由生變化，因穩(wěn)定。本次頻率跟蹤范是將高頻振分為壓電式度高的顯著而壓電換能特點(diǎn)，能夠的原理圖和緊固螺栓連因此對(duì)控次試驗(yàn)采范圍為振蕩的電式和磁致著優(yōu)點(diǎn)，，能器利用夠適用于實(shí)物圖連接。
【學(xué)位授予單位】：河南科技學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG54

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