利用软件消除高速切削中的刀具颤振

在铣削加工中，颤振是一种由刀具振动引起的加工不稳定现象，它会在工件表面留下颤振刀痕，而当刀具再次经过这些刀痕时，就会引起更大的振动，从而在工件表面产生更深的刀痕。如此恶性循环，最终会导致刀具或工件损坏。 现在，美国华盛顿大学圣路易斯分校的菲利普 V. 巴里博士及其研究小组基于一种称为时间有限元分析(TFEA)的技术开发出了一种软件，该软件可以分析预测颤振何时会发生以及切削加工的精度。 该软件可应用于铝合金、钛合金航空零部件和医用器件的高速加工。在铣削加工之前，先利用计算机中的加工系统模型进行TFEA仿真分析，预测对切削加工稳定性和精度有利及不利的切削速度。通过优化加工工艺，避免发生颤振，可以提高切削速度，延长刀具寿命，改善工件质量。 巴里博士表示，“TFEA分析技术可以帮助获得精确的加工过程，并可在以更低成本制造更高质量工件的过程中发挥很大的作用。只需根据预测结果改变刀具的切削速度，就能大大改善加工的稳定性和精度。”巴里博士及其同事已就利用TFEA技术设计加工工艺的概念申请了专利。由于对加工过程进行分析计算的速度很快，因此该软件有望广泛应用于航空、汽车零部件以及医疗器件等的加工制造。