可编程控制震动式切割机在切削硬化模具钢方面的发展

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摘  要
 
 目前使用的振动式切削机有两个主要缺陷：一是振动频率不能够随意改变，另一个十切削力太小。因此用目前的振动式切削机来获得各种材料的光滑加工表面是不太现实的。因为它们不能根据加工的材料和振动频率来相应增加或减小切削机的回转速度以获得预期的表面粗糙度。共振式切削机不允许振动频率随意设置，因此这种切削机在用较小的切削力加工铝或铜等较软类材料时对满足工件的回转精度要求具有一定的困难。在本文的研究中，我们通过在适当的角度位置安放两个压电马达改善了现有的振动式切削机，使之能够无失真的产生二维的振动形式。这样就能在用这种切削机加工不同材料时，对加工表面可以获得预期的表面粗糙度。由于即使在要求大切削力时这种切削机的振动振幅也不会减小，因此这种切削机也可以用来加工模具钢类硬质材料。在本文中，我们讲述了这种非共振式式切削机的设计，并且对铝和铜的表面回转加工精度的演示了我们的非共振式切削机能够获得预期的表面形状精度。最后，通过实际的加工试验证实了运用这种理论的振动式切削机也能够加工诸如硬度为HRC54的STAVAX的高硬度的模具钢。
关键词：振动式切削机，回转形状，弹性铰链，椭圆型振动，压电马达，位移传感器。
代码含义：
a  主方向振幅，
b   次方向振幅  、
c   铰链刚度 
α 铰链旋转角度                
h  铰链宽度    
L    振动式切削机臂长   
M  压电马达产生推力力矩  
Rth    理论表面粗糙度 
Rz  十点轮廓表面粗糙度   
t   震动切削机铰链厚度     
t1   切削开始时间
t3   底部轨迹时间  
t4  完成表面加工要求最终所需时间
t5   反向摩擦时间  
t6   根部切削时间
φ   两个正弦波之间相位角差     
x（t）  y（t）  正弦波的最大和最小方向
v  切削速度    
w  旋转角度

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