利用軟件消除高速切削中的刀具顫振

    在銑削加工中，顫振是一種由刀具振動(dòng)引起的加工不穩(wěn)定現(xiàn)象，它會(huì)在工件表面留下顫振刀痕，而當(dāng)?shù)毒咴俅谓?jīng)過(guò)這些刀痕時(shí)，就會(huì)引起更大的振動(dòng)，從而在工件表面產(chǎn)生更深的刀痕。如此惡性循環(huán)，最終會(huì)導(dǎo)致刀具或工件損壞。
    現(xiàn)在，美國(guó)華盛頓大學(xué)圣路易斯分校(Washington University in St. Louis)的菲利普 V.巴里博士(Philip V. Bayly)及其研究小組基于一種稱為時(shí)間有限元分析(TFEA)的技術(shù)開(kāi)發(fā)出了一種軟件，該軟件可以分析預(yù)測(cè)顫振何時(shí)會(huì)發(fā)生以及切削加工的精度。
    該軟件可應(yīng)用于鋁合金、鈦合金航空零部件和醫(yī)用器件的高速加工。在銑削加工之前，先利用計(jì)算機(jī)中的加工系統(tǒng)模型進(jìn)行TFEA仿真分析，預(yù)測(cè)對(duì)切削加工穩(wěn)定性和精度有利及不利的切削速度。通過(guò)優(yōu)化加工工藝，避免發(fā)生顫振，可以提高切削速度，延長(zhǎng)刀具壽命，改善工件質(zhì)量。
    巴里博士表示，“TFEA分析技術(shù)可以幫助獲得精確的加工過(guò)程，并可在以更低成本制造更高質(zhì)量工件的過(guò)程中發(fā)揮很大的作用。只需根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果改變刀具的切削速度，就能大大改善加工的穩(wěn)定性和精度。”巴里博士及其同事已就利用TFEA技術(shù)設(shè)計(jì)加工工藝的概念申請(qǐng)了專利。由于對(duì)加工過(guò)程進(jìn)行分析計(jì)算的速度很快，因此該軟件有望廣泛應(yīng)用于航空、汽車零部件以及醫(yī)療器件等的加工制造。