超声椭圆振动车削三维形貌形成研究

doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2017.10.017

兵工学报 ›› 2017, Vol. 38 ›› Issue (10): 2002-2009.doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2017.10.017

超声椭圆振动车削三维形貌形成研究

张国华¹，李咚咚¹，李茂伟¹，张德远²

（1.北京卫星制造厂，北京 100094；2.北京航空航天大学机械工程及自动化学院，北京 100191）

收稿日期:2017-04-06 修回日期:2017-04-06 上线日期:2017-11-22
作者简介:张国华（1985—），男，工程师。E-mail：zgh650@163.com

Research on Formation of 3-D Micro-surface in Ultrasonic Elliptical Vibration Cutting

ZHANG Guo-hua¹， LI Dong-dong¹， LI Mao-wei¹， ZHANG De-yuan²

(1.Beijing Satellite Manufacturing Factory，Beijing 100094, China；2.School of Mechanical Engineering and Automation, Beihang University, Beijing 100191, China)

Received:2017-04-06 Revised:2017-04-06 Online:2017-11-22

摘要/Abstract

摘要： 为研究椭圆振动车削表面三维几何形貌形成规律及影响因素，采用金属切削理论对椭圆振动切削过程和三维切削模型进行了分析。研究结果发现：切削过程中相邻两转之间不同的相位差特征值对最终表面形貌有着重要的影响；通过已有的试验结果表明，相位差特征值分别为0和0.5时所形成的表面形貌截然不同，与理论分析结果相吻合。

关键词: 机械制造工艺与设备, 超声椭圆振动, 表面形貌, 精密加工

Abstract: In order to find the influence factors and the influence law of the 3-D micro-surface formation of ultrasonic elliptical vibration cutting, the elliptical vibration cutting process and 3-D cutting model are analyzed based on the metal cutting theory. The results show that the different phase difference eigenvalue between two adjacent turns in vibration cutting process has an important influence on the final surface geometry. The existing cutting test results show that the final surface shapes with the eigenvalues of 0 and 0.5 are very different, and the results agree with the theoretically analyzed results. Key

Key words: manufacturingtechnologyandequipment, ultrasonicellipticalvibration, surfacemorphology, precisionmachining

中图分类号:

TG506.5

张国华，李咚咚，李茂伟，张德远. 超声椭圆振动车削三维形貌形成研究[J]. 兵工学报, 2017, 38(10): 2002-2009.

ZHANG Guo-hua， LI Dong-dong， LI Mao-wei， ZHANG De-yuan. Research on Formation of 3-D Micro-surface in Ultrasonic Elliptical Vibration Cutting[J]. Acta Armamentarii, 2017, 38(10): 2002-2009.

参考文献

［1］隈部淳一郎. 精密加工-振动切削基础与应用［M］. 韩一昆，译. 北京: 机械工业出版社, 1985.
Kumabe J．Fundamentals and application of vibration cutting［M］．HAN Yi-kun，translated．Beijing：China Machine Press，1985．(in Chinese)
［2］ Ma C X，Shamoto E，Moriwaki T．Study on the thrust cutting force in ultrasonic elliptical vibration cutting ［J］.Materials Science Forum, 2004: 396-400, 467-470．
［3］张德远, 张成茂. 飞机交点孔超声椭圆振动精密加工技术［J］. 中国机械工程, 2012, 23(1):39-41．
ZHANG De-yuan, ZHANG Cheng-mao．Ultrasonic elliptical vibration precision machining for aircraft intersection holes ［J］．China Mechanical Engineering, 2012, 23(1):39-41．(in Chinese)
［4］ Zhou X Q, Zuo C M, Liu Q, et al. Surface generation of freeform surfaces in diamond turning by applying double-frequency elliptical vibration cutting［J］. International Journal of Machine Tools & Manufacture, 2016, 104:45-57.
［5］ Zhang J, Suzuki N, Wang Y, et al. Ultra-precision nano-structure fabrication by amplitude control sculpturing method in elliptical vibration cutting［J］. Precision Engineering, 2015, 39:86-99．
［6］ Kim G D，Loh B G．An ultrasonic elliptical vibration cutting device for micro V-groove machining：kinematical analysis and micro V-groove machining characteristics［J］．Journal of Materials Processing Technology，2007, 190(1):181-188．
［7］马春翔，社本英二，森肋俊道，等．超声波椭圆振动切削提高加工系统稳定性的研究［J］．兵工学报，2004，25(6)：752-756．
MA Chun-xiang，Shamoto E，Moriwaki T，et a1．Study on the improvement of machining system stability by applying ultrasonic elliptical vibration cutting［J］．Acta Armamentarii，2004，25(6)：752-756． (in Chinese)
［8］ Jung H, Hayasaka T, Shamoto E. Mechanism and suppression of frictional chatter in high-efficiency elliptical vibration cutting［J］. CIRP Annals-Manufacturing Technology, 2016, 65(1):369-372.
［9］ Lin J, Han J, Zhou X, et al. Study on predictive model of cutting force and geometry parameters for oblique elliptical vibration cutting［J］. International Journal of Mechanical Sciences, 2016, 117:43-52．

［10］ Nath C，Rahman M，Neo K S．A study on the effect of tool nose radius in ultrasonic elliptical vibration cutting of tungsten carbide ［J］．Journal of Materials Processing Technology，2009，209(17)：5830-5836．
［11］ Kurniawan R, Kiswanto G, Ko T J. Micro-dimple pattern process and orthogonal cutting force analysis of elliptical vibration texturing［J］. International Journal of Machine Tools & Manufacture, 2016, 106:127-140.
［12］张成茂，张德远．导套式椭圆超声镗削模拟实验研究［J］．兵工学报，2013，34(4)：465-470．
ZHANG Cheng-mao, ZHANG De-yuan．Simulation experiment study on elliptical ultrasonic vibration boring of leading bushing ［J］．Acta Armamentarii，2013，34(4)：465-470．(in Chinese)
［13］陈日曜. 金属切削原理［M］. 第2版.北京: 机械工业出版社，2012.
CHEN Ri-yao．Metal-cutting principie ［M］．2nd ed. Beijing：China Machine Press，2012．(in Chinese)
［14］李勋, 张德远. 超声椭圆振动切削表面形貌形成机理的研究［J］. 中国机械工程, 2009, 2(7): 807-811.
LI Xun，ZHANG De-yuan．Research on micro-surface formation mechanism of ultrasonic elliptical vibration cutting ［J］．China Mechanical Engineering，2009, 2(7): 807-811．(in Chinese)

第38卷
第10期2017 年10月兵工学报ACTA
ARMAMENTARIIVol.38No.10Oct.2017

[1]	刘扬, 秦国华, 吴竹溪, 娄维达, 赖晓春. 基于工件振动和刀具结构的周铣表面形貌分析与预测[J]. 兵工学报, 2023, 44(7): 2132-2146.
[2]	杜凯, 焦黎, 颜培, 余建杭, 王玉彬, 仇天阳, 王西彬. 淬硬超高强度钢45CrNiMoVA硬车削加工性研究[J]. 兵工学报, 2023, 44(3): 773-782.
[3]	王蔚, 沈杰, 刘伟军, 邢飞, 张凯, 李强, 于兴福. 激光清洗中振镜扫描速度对7075铝合金表面质量和摩擦特性的影响[J]. 兵工学报, 2023, 44(10): 2995-3005.
[4]	董永亨，李淑娟，张倩，李鹏阳，李旗，贾祯，李言. 基于铣削系统动力学响应的球头铣刀铣削表面形貌建模[J]. 兵工学报, 2022, 43(8): 1977-1989.
[5]	江禹安，皮钧，杨光，姜涛，沈志煌. 超声椭圆振动切削轨迹变化对表面形貌的影响[J]. 兵工学报, 2019, 40(10): 2170-2176.
[6]	李俊烨，周曾炜，张心明，周立宾. 固体与液体两相磨粒流抛光异形曲面的质量控制因素研究[J]. 兵工学报, 2018, 39(4): 772-779.
[7]	沈超，周克栋，陆野，乔自平. 某大口径机枪内膛损伤对弹头挤进过程的影响研究[J]. 兵工学报, 2018, 39(12): 2320-2329.
[8]	辛彬，李淑娟，李玉玺. 单晶硅电火花成形加工试验研究与工艺参数优化[J]. 兵工学报, 2017, 38(9): 1854-1861.
[9]	何泽地，田东宁，杨金川，姚智慧. 薄壁球壳真空吸附装夹变形力学分析与控制[J]. 兵工学报, 2017, 38(7): 1409-1415.
[10]	郑建新，刘威成，段玉涛. 7075铝合金二维超声挤压加工表面质量影响因素及其交互作用研究[J]. 兵工学报, 2017, 38(6): 1231-1238.
[11]	陈实现，刘双宇，张宏，李彦清，刘凤德. 激光-电弧复合焊等离子体特性与焊缝熔深相关性研究[J]. 兵工学报, 2017, 38(5): 978-985.
[12]	赵建社，周学德，周旭娇，汪文峰. 带冠整体叶轮电火花加工电极及其运动轨迹同步设计方法[J]. 兵工学报, 2017, 38(4): 744-749.
[13]	李强，谢里阳，李海洋，张芳敏，宋佳昕. 基于模糊综合层次评判法的精密齿轮制造工艺优化优先度分析[J]. 兵工学报, 2017, 38(4): 750-757.
[14]	林涛, 杨炜, 王健. 基于快速抛光技术的光学元件材料去除模型研究[J]. 兵工学报, 2017, 38(3): 527-533.
[15]	杨臻，张平，蔡志海，秦航. 高强钢激光-电弧复合焊接接头力学性能研究[J]. 兵工学报, 2017, 38(3): 549-554.

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Research on Formation of 3-D Micro-surface in Ultrasonic Elliptical Vibration Cutting

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