超聲波橢圓振動切削加工系統穩定性研究

張　華，張飛飛，盧　博，詹海鵬，史永剛，強　薇，張　鵬，馬　杰，馬春翔（.西安航天發動機廠，陜西西安7000；.上海交通大學機械與動力工程學院，上海0040）

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超聲波橢圓振動切削加工系統穩定性研究

張華1，張飛飛1，盧博1，詹海鵬1，史永剛1，強薇1，張鵬1，馬杰2，馬春翔2
（1.西安航天發動機廠，陜西西安710100；2.上海交通大學機械與動力工程學院，上海200240）

摘要：切削加工系統的穩定性是影響零件加工質量的重要因素之一。通過建立超聲波橢圓振動切削系統動力學模型，對超聲波橢圓振動切削系統穩定性進行了分析，從理論上預測出超聲波橢圓振動切削的穩定極限，并對其進行Matlab仿真，得出穩定極限圖。最后介紹了高溫合金材料弱剛度零件加工試驗情況，證實了與普通加工系統相比，超聲波橢圓振動切削加工系統處于分離狀態時具有更高的加工穩定性，可以提高弱剛度零件的加工質量。

關鍵詞：超聲波橢圓振動切削；系統穩定性；Matlab仿真；加工質量

0　引言

超聲波橢圓振動切削技術是上世紀90年代提出的新型精密加工技術，分為分離型和不分離型［1-2］。它改變了傳統的切削加工過程，使刀具以橢圓振動軌跡對工件進行切削。刀具前刀面與切屑之間的摩擦力有利于切屑的排出，不僅可有效抑制毛刺和刀尖處積屑瘤的產生［3］，而且使平均切削合力大幅地減小，特別是背向切削力的平均值接近于0［4］，可以用來加工脆性等難加工材料，提高加工精度和刀具壽命。本文通過理論計算和計算機仿真分析了分離型超聲波橢圓振動加工系統的穩定極限，并進行弱剛度零件加工試驗驗證。……