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现代工业技术的迅速发展,引入了很多高强度、高硬度和耐高温等难加工材料,这些材料加工时,切削力大、切削温度高、刀具磨损严重、加工表面质量差。通电辅助切削技术是改善难加工材料切削加工性能,提高表面质量、提高刀具耐用度的有效方法。目前,已有国内外学者对通电辅助车削技术进行深入研究,尚未有学者研究通电辅助铣削技术。 本文针对通电辅助硬铣削加工工艺及监测展开一系列的研究工作。提出了通电加热辅助铣削方法,在辅助加热电极与工件间通以直流低压、大电流,利用其接触电阻产生大量焦耳热,使工件加工点局部温度快速升高并软化,从而达到提高切削效率、提高铣刀寿命的目的。搭建了通电辅助硬铣削试验平台,包括通电加热系统,以及基于虚拟仪器的加热切削加工过程信号采集、处理软硬件系统。采集加工过程的振动信号,据此评价通电辅助硬铣削效果,优化铣削工艺参数以及加热电参数。 以T10A淬火工具钢(硬度HRC57)为研究对象,选择不同的切削参数和加热电参数进行通电辅助硬铣削试验,通电辅助干铣削与纯干铣削进行对比。采集试验过程的振动信号,采用小波变换和小波包变换对信号进行处理,提取特征值,从而优化工艺参数,提高加工质量和效率。在采用合理的切削参数下,发现随着电流增大,刀具振动幅值减小,加工过程趋于平稳。试验证明,通电辅助硬铣削是可行的,该方法使加工过程振动减小,减轻了刀具负担,比纯干铣削有更好的加工效果。 最后,通过试验研究了通电电流与加热电极温度的关系,利用有限元软件ANSYS模拟了加热点附近的温度场,也就是加热点与切削点之间的温度分布,据此可以预测工件材料切削点的温度,从而优选利于辅助硬铣削的通电电流。