高精度单点金刚石车削加工中切削力的预测模型

高精度单点金刚石车削加工中切削力的预测模型

本文提出了一种基于有限级数收敛方案的数学模型，并从切削力本构方程出发，推导出单点金刚石工具(SPDT)尖端的最大切削力。在预测分析之前，用超高精度机器对单晶硅工件的菱形转动单元进行切割实验。其他用于信号监测和调节的支持装置包括使用一个Kistler力传感器，一个模拟数字(AD)传感器用于数据采集和一个信号放大器单元。从传感器插入到工具的尖端，对切削力进行的模拟间隔固定为1毫米。

模型中的其他三个参数变量包括工具长度、宽度和应变效果。该模型主要在动态和预测组件下运行。该模型假设包括:1）所有实验的边缘半径不变；2）切削刃的表面纹理不变；3）应变效应随动态量而变化；4）在脆性系统中进行硅的加工。该预测模型的非均质模式随着切削参数的变化而变化，在刀具尖端位置的一致性结果收敛，这就产生了每个实验的峰值切割力，除非在切割剖面上的力是恒定的，这种观测证明了该预测模型的有效性。

切割实验过程采用的切削参数包括切割深度、进料速度和切削速度。研究结果表明，切削力的恒常性与相对较小的切削力大小有很强的联系，在其他因素中产生了非常小的应变效应。切割深度对实验切削力的测定具有最强的影响，其次是进料速度和切削速度。

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

刊期：2017年第2期

作者：M.K.O.Ayomoh

编译：杜桂枝