基于solidworks的超声椭圆振动铣削振动仿真研究
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1 基于 Solidworks 的超声椭圆振动铣削振动仿真
1.1 超声椭圆振动铣削运动轨迹分析 由于超声振动铣削主要由铣削机床以及超声振动
收稿日期: 2019 – 09 – 24 作者简介: 石君 (1981 – )，女，硕士，讲师，研究方向为机械设计与制造。
第 41 卷
石 君：基于 Solidworks 的超声椭圆振动铣削振动仿真研究
而导致切削厚度发生变化，导致铣削颤振。为避免这 一现象的的发生，需要提高超声椭圆振动铣削的稳定 性，从而使其加工精度以及加工效率得到提高。 为此需要采用 Solidworks 软件进行研究，Solidworks 软 件是全世界第一个基于 Windows 系统所开发的三维 CAD 系统，其技术创新十分符合 CAD 技术的发展潮流和趋 势，逐渐成为全球范围内装机量最大的软件[2]。
SHI Jun (Shanghai Zhongqiao College, Shanghai 201319, China)
Abstract: The vibration simulation of ultrasonic elliptic vibration milling based on solidworks is carried out to solve the problem of insufficient stability of ordinary milling methods. With solidworks software, the simulation of ultrasonic elliptical vibration milling process, the calculation point motion equation, from the Angle of kinematics, the analysis of ultrasonic elliptical vibration milling trajectory, using solidworks plug-in motion movement simulation analysis function, set up the related movement simulation parameters, ultrasonic elliptical vibration milling model is established, the analysis of ultrasonic elliptical vibration milling stability. Through experiments, the stability of ultrasonic elliptical vibration milling method is compared with that of conventional milling method. Compared with the ordinary milling method, the stability of the method is much higher than that of the ordinary milling method because the area of the stability region is larger and the value of the axial cutting depth is higher. It can be seen that ultrasonic elliptical vibration milling method is effective.
第 41 卷 第 11A 期 2019 年 11 月
舰船科学技术 SHIP SCIENCE AND TECHNOLOGY
Vol. 41, No. 11A Nov. , 2019
基于 Solidworks 的超声椭圆振动铣削振动仿真研究
石君 (上海中侨职业技术学院，上海 201319)
摘 要: 针对当前普通铣削方法稳定性不足的问题，进行基于 Solidworks 的超声椭圆振动铣削振动仿真研 究。采用 Solidworks 软件，模拟超声椭圆振动铣削过程，计算刀尖运动方程，从运动学角度，分析超声椭圆振动铣 削运动轨迹，利用 Solidworks motion 运动仿真分析功能插件，设置相关运动仿真参数，建立超声椭圆振动铣削模 型，分析超声椭圆振动铣削稳定性。通过实验，对超声椭圆振动铣削方法与普通铣削方法的稳定性进行对比。与普 通铣削方法相比，该方法稳定性区域的面积更大，轴向切深值更高，且其稳定性远高于普通铣削方法。由此可知超 声椭圆振动铣削方法有效。
Key words: ultrasonic elliptical vibration milling；solidworks；ultrasonic vibration machining；the simulation
0 引 言
随着航空航天技术、船舶制造技术、微电子技 术、先进制造技术等高新技术产业的飞速发展，与其 紧密相关的高效精密加工技术，已经成为我国重点研 究的主题。传统的铣削技术由于力度等多方面的不足 导致铣削表面损伤较大且铣削磨具的寿命较短等问 题，无法满足当前航空航天等方面的需求，超声振动 铣削技术现如今正广泛应用于航空、航天、军工等领 域各种难加工材料的加工当中[1]。但由于铣削加工时 其工件的运动轨迹十分复杂，在铣削的过程中十分容 易使相邻刀齿之间的铣削位移存在一定的相位差，从
关键词：超声椭圆振动铣削；Solidworks；超声振动加工；仿真
中图分类号：TG54 文献标识码：A
文章编号： 1672 – 7649(2019)பைடு நூலகம்1A – 0220 – 03
doi：10.3404/j.issn.1672 – 7649.2019.11A.074
Vibration simulation of ultrasonic elliptical vibration milling based on Solidworks
1.1 超声椭圆振动铣削运动轨迹分析 由于超声振动铣削主要由铣削机床以及超声振动
收稿日期: 2019 – 09 – 24 作者简介: 石君 (1981 – )，女，硕士，讲师，研究方向为机械设计与制造。
第 41 卷
石 君：基于 Solidworks 的超声椭圆振动铣削振动仿真研究
而导致切削厚度发生变化，导致铣削颤振。为避免这 一现象的的发生，需要提高超声椭圆振动铣削的稳定 性，从而使其加工精度以及加工效率得到提高。 为此需要采用 Solidworks 软件进行研究，Solidworks 软 件是全世界第一个基于 Windows 系统所开发的三维 CAD 系统，其技术创新十分符合 CAD 技术的发展潮流和趋 势，逐渐成为全球范围内装机量最大的软件[2]。
SHI Jun (Shanghai Zhongqiao College, Shanghai 201319, China)
Abstract: The vibration simulation of ultrasonic elliptic vibration milling based on solidworks is carried out to solve the problem of insufficient stability of ordinary milling methods. With solidworks software, the simulation of ultrasonic elliptical vibration milling process, the calculation point motion equation, from the Angle of kinematics, the analysis of ultrasonic elliptical vibration milling trajectory, using solidworks plug-in motion movement simulation analysis function, set up the related movement simulation parameters, ultrasonic elliptical vibration milling model is established, the analysis of ultrasonic elliptical vibration milling stability. Through experiments, the stability of ultrasonic elliptical vibration milling method is compared with that of conventional milling method. Compared with the ordinary milling method, the stability of the method is much higher than that of the ordinary milling method because the area of the stability region is larger and the value of the axial cutting depth is higher. It can be seen that ultrasonic elliptical vibration milling method is effective.
第 41 卷 第 11A 期 2019 年 11 月
舰船科学技术 SHIP SCIENCE AND TECHNOLOGY
Vol. 41, No. 11A Nov. , 2019
基于 Solidworks 的超声椭圆振动铣削振动仿真研究
石君 (上海中侨职业技术学院，上海 201319)
摘 要: 针对当前普通铣削方法稳定性不足的问题，进行基于 Solidworks 的超声椭圆振动铣削振动仿真研 究。采用 Solidworks 软件，模拟超声椭圆振动铣削过程，计算刀尖运动方程，从运动学角度，分析超声椭圆振动铣 削运动轨迹，利用 Solidworks motion 运动仿真分析功能插件，设置相关运动仿真参数，建立超声椭圆振动铣削模 型，分析超声椭圆振动铣削稳定性。通过实验，对超声椭圆振动铣削方法与普通铣削方法的稳定性进行对比。与普 通铣削方法相比，该方法稳定性区域的面积更大，轴向切深值更高，且其稳定性远高于普通铣削方法。由此可知超 声椭圆振动铣削方法有效。
Key words: ultrasonic elliptical vibration milling；solidworks；ultrasonic vibration machining；the simulation
0 引 言
随着航空航天技术、船舶制造技术、微电子技 术、先进制造技术等高新技术产业的飞速发展，与其 紧密相关的高效精密加工技术，已经成为我国重点研 究的主题。传统的铣削技术由于力度等多方面的不足 导致铣削表面损伤较大且铣削磨具的寿命较短等问 题，无法满足当前航空航天等方面的需求，超声振动 铣削技术现如今正广泛应用于航空、航天、军工等领 域各种难加工材料的加工当中[1]。但由于铣削加工时 其工件的运动轨迹十分复杂，在铣削的过程中十分容 易使相邻刀齿之间的铣削位移存在一定的相位差，从
关键词：超声椭圆振动铣削；Solidworks；超声振动加工；仿真
中图分类号：TG54 文献标识码：A
文章编号： 1672 – 7649(2019)பைடு நூலகம்1A – 0220 – 03
doi：10.3404/j.issn.1672 – 7649.2019.11A.074
Vibration simulation of ultrasonic elliptical vibration milling based on Solidworks