高精度單點金剛石車削加工中切削力的預測模型

高精度單點金剛石車削加工中切削力的預測模型

本文提出了一種基于有限級數收斂方案的數學模型，并從切削力本構方程出發，推導出單點金剛石工具(SPDT)尖端的最大切削力。在預測分析之前，用超高精度機器對單晶硅工件的菱形轉動單元進行切割實驗。其他用于信號監測和調節的支持裝置包括使用一個Kistler力傳感器，一個模擬數字(AD)傳感器用于數據采集和一個信號放大器單元。從傳感器插入到工具的尖端，對切削力進行的模擬間隔固定為1毫米。

模型中的其他三個參數變量包括工具長度、寬度和應變效果。該模型主要在動態和預測組件下運行。該模型假設包括:1）所有實驗的邊緣半徑不變；2）切削刃的表面紋理不變；3）應變效應隨動態量而變化；4）在脆性系統中進行硅的加工。該預測模型的非均質模式隨著切削參數的變化而變化，在刀具尖端位置的一致性結果收斂，這就產生了每個實驗的峰值切割力，除非在切割剖面上的力是恒定的，這種觀測證明了該預測模型的有效性。

切割實驗過程采用的切削參數包括切割深度、進料速度和切削速度。研究結果表明，切削力的恒常性與相對較小的切削力大小有很強的聯系，在其他因素中產生了非常小的應變效應。切割深度對實驗切削力的測定具有最強的影響，其次是進料速度和切削速度。

刊名：African Journal of Science,Technology,Innovation and Development（英）

刊期：2017年第2期

作者：M.K.O.Ayomoh

編譯：杜桂枝