论文部分内容阅读
振动在传统切削中一般被视作不利因素,但是在一定条件下也将会对切削工艺系统产生积极的影响。超声振动外圆珩磨技术是超声振动切削技术的一个分支,它是集普通外圆珩磨技术和超声技术为一体的一种复合加工方法。它能有效改善普通珩磨中油石易堵塞、加工效率低、精度难控制和劳动强度大等问题并能显著提高油石使用寿命、降低表面粗糙度、提高加工尺寸精度和降低切削力和切削热。解决了许多普通珩磨难以解决甚至不能解决的加工问题,特别是对细长杆的加工和难加工材料的加工。目前,关于超声振动切削技术的研究多集中在车削、铣削和平面磨削方面,而超声振动珩磨技术研究也多以内孔加工为研究对象,将细长轴加工作为研究对象的资料还很少。本文在对国内外大量资料做出系统总结的基础上,通过对超声振动外圆珩磨运动学分析、磨削力和磨削热分析、材料去除机理研究、新型超声振动外圆珩磨装置设计等方面对超声振动外圆珩磨技术及其机理进行了深入研究。本文所完成的内容概括如下：从普通外圆珩磨的运动分析入手,对超声振动外圆珩磨的油石与工件之间的运动情况进行分析,计算出了超声振动外圆珩磨的临界速度和相对净切削时间tc/T的表达式。利用有限元分析软件,采用Johnson-Cook材料本构模型对相同切削参数条件下普通切削和超声振动切削进行仿真分析,并利用摩擦减小等理论对仿真结果进行分析解释。由于超声振动切削脉冲形式的切削力,其材料去除机理与普通切削相比已发生很大变化,传统的静力学分析已不适用于解释其机理,于是本文将应用动态断裂力学作为合适的理论来分析超声振动切削的材料去除机理。针对细长杆刚度低、在自身重力和切削力作用下易产生弯曲和变形等特点,设计了一套新型的超声振动外圆珩磨装置,克服了现有装置的一些缺陷。该装置主要由超声波发生器、换能器、超声变幅杆等零部件组成。