[发明专利]一种旋转超声振动铣磨的全域切削力建模方法与装置

摘要

本发明提供一种旋转超声振动铣磨的全域切削力建模方法与装置，通过开展加工过程中的刀具磨粒与工件材料相互作用运动学分析，获取满足切削区域振动分离的工艺参数匹配关系，建立断续切削特性的条件方程；根据超声振动辅助划痕试验，获取材料延/脆性去除模式转变的临界压入深度，建立切削区域的磨粒压入深度分布关系式，对切削区域不同位置的磨粒载荷累加，分别获得延/脆性域切削力模型，并根据临界压入深度和最大切厚对模型进行融合，获得旋转超声振动加工全域切削力模型。本发明能够更全面地反映旋转超声振动加工特性及去除机理，从而有效指导实际加工的切削力预测和工艺优化。

主权项

1.一种旋转超声振动铣磨的全域切削力建模方法，其特征在于，所述全域包括延性域和脆性域，所述方法包括：S1，通过分析目标旋转超声振动铣磨加工过程中切削区域的刀具磨粒与工件材料相互作用的运动学过程，建立断续切削特性条件方程，并获取满足断续切削特性的工艺参数匹配条件；S2，基于所述运动学过程、所述断续切削特性条件方程和所述工艺参数匹配条件，计算所述加工过程中的最大未变形切屑厚度；S3，基于维氏硬度压痕理论和延/脆性材料去除模式，以及所述切削区域中任一磨粒位点的最大压入深度，建立所述切削区域的磨粒压入深度分布式，并通过超声振动辅助划痕试验，获取所述工件材料对应的延/脆性去除模式临界压入深度；S4，基于单颗切削磨粒的所述磨粒位点的最大压入深度，以及单颗切削磨粒的压入深度与正向力的关系，计算所述切削区域中各位置点磨粒的平均正向切削力，并通过累加各位置点的所述磨粒的平均正向切削力，结合刀具锥角几何关系，建立所述目标旋转超声振动铣磨的延/脆性切削力模型；S5，基于所述磨粒压入深度分布式和所述延/脆性切削力模型，并通过比对所述最大未变形切屑厚度与所述延/脆性去除模式临界压入深度，建立所述目标旋转超声振动铣磨加工的全域切削力模型。