超声振动辅助铣削研究进展.pptx

超声振动辅助铣削研究进展汇报人：2024-01-13引言超声振动辅助铣削原理与技术超声振动辅助铣削设备与方法超声振动辅助铣削实验与结果分析超声振动辅助铣削应用与展望结论与建议01引言研究背景和意义超声振动辅助铣削技术一种将超声振动引入到传统铣削加工中的先进制造技术，通过超声振动的作用，改善切削过程中的切削力、切削热和切削质量等问题。超声振动辅助铣削技术的意义随着制造业的快速发展，对加工精度和加工效率的要求不断提高，超声振动辅助铣削技术作为一种高效、高精度的加工方法，具有重要的研究价值和应用前景。国内外研究现状及发展趋势国内研究现状国外研究现状发展趋势国内在超声振动辅助铣削技术方面取得了一定的研究成果，主要集中在超声振动系统的设计、超声振动对切削力和切削质量的影响等方面。国外在超声振动辅助铣削技术方面的研究相对较早，已经形成了较为完善的理论体系，并在实际应用中取得了显著的效果。随着超声振动辅助铣削技术的不断发展，未来将进一步探索超声振动与铣削加工的协同作用机理，优化超声振动系统的设计，提高超声振动辅助铣削的加工精度和加工效率。同时，还将关注超声振动辅助铣削技术在难加工材料、微细加工等领域的应用研究。02超声振动辅助铣削原理与技术超声振动辅助铣削基本原理超声振动超声振动与铣削结合利用高频振动（通常频率在20kHz以上）对工件进行加工，通过振动能量的作用改善切削过程。将超声振动引入到铣削过程中，通过振动对切削力和切削热进行调控，提高加工质量和效率。铣削过程采用旋转的铣刀对工件进行切削，去除材料并形成所需形状和尺寸。超声振动系统组成及工作原理超声发生器变幅杆产生高频电信号，驱动换能器工作。连接换能器和工具头，将换能器产生的振动放大并传递给工具头。换能器工具头直接与被加工工件接触，传递超声振动能量进行切削。将电能转换为机械振动能，产生超声振动。超声振动辅助铣削技术特点降低切削力改善切削热超声振动使得切削过程中的切削力大幅度降低，减小了刀具磨损和工件变形。超声振动的引入有利于切削热的散发，降低了切削区域的温度，提高了加工精度和表面质量。提高加工效率拓展加工范围由于切削力和切削热的降低，可以采用更高的切削速度和进给量进行加工，提高了加工效率。超声振动辅助铣削可以应用于难加工材料和复杂形状工件的加工，拓展了传统铣削技术的应用范围。03超声振动辅助铣削设备与方法超声振动辅助铣削设备结构010203超声振动系统铣削系统控制系统包括超声换能器、变幅杆和振动头等，用于产生高频振动。包括铣刀、主轴、进给系统等，用于实现铣削加工。包括超声电源、数控系统等，用于控制超声振动和铣削加工过程。超声振动辅助铣削加工方法超声振动磨削结合超声振动和磨削加工，降低磨削力、提高磨削效率。超声振动切削利用超声振动改变切削力、切削热等条件，提高加工精度和表面质量。超声振动复合加工将超声振动与其他加工方法（如电火花加工、激光加工等）相结合，形成复合加工技术，提高加工效率和质量。超声振动辅助铣削工艺参数优化冷却润滑方式优化频率优化针对超声振动辅助铣削加工特点，选择合适的冷却润滑方式，降低切削温度和磨损，提高刀具寿命和加工质量。D选择合适的超声振动频率，以适应不同材料和加工要求，提高加工效率和质量。CB切削参数优化振幅优化A结合超声振动特性，优化切削速度、进给量、切削深度等切削参数，提高加工效率和质量。通过调整超声振动系统的振幅，改变切削力、切削热等条件，提高加工精度和表面质量。04超声振动辅助铣削实验与结果分析实验材料与方法超声振动系统铣削参数设置材料选择选用铝合金、钛合金等难加工材料，以验证超声振动辅助铣削的加工效果。搭建超声振动平台，包括超声发生器、换能器、变幅杆等关键部件，实现高频振动输出。根据实验需求，设置合适的铣削速度、进给量、切削深度等参数，以获取最佳加工效果。实验结果与分析切削力分析切削温度分析加工表面质量分析通过测力仪记录切削过程中的切削力变化，发现超声振动辅助铣削可显著降低切削力。利用红外测温仪测量切削区域的温度，发现超声振动有助于降低切削温度。通过表面粗糙度仪检测加工表面的粗糙度，发现超声振动辅助铣削可显著提高表面质量。结果讨论与解释切削力降低原因超声振动使切削刃产生高频微幅振动，减小了切削刃与工件的接触面积，从而降低了切削力。切削温度降低原因超声振动有助于切削液的渗透和冷却作用的发挥，从而降低切削温度。表面质量提高原因超声振动使切削刃产生断续切削效果，减小了切削刃对工件的挤压和摩擦作用，从而提高了表面质量。05超声振动辅助铣削应用与展望在航空航天领域应用轻量化材料加工1超声振动辅助铣削可用于加工铝合金、钛合金等轻量化材料，提高加工效率和表面质量。复杂结构件加工2针对航空航天领域复杂结构件，如发动机叶片、机身框架等，超声振动辅助铣削可实现高精度、高效率的加