二维超声加工淬硬钢的建模与参数优化

赵海东，邹 平，马文俊，王 伟，温 泉

（东北大学机械工程与自动化学院，辽宁沈阳110819）

二维超声加工淬硬钢的建模与参数优化

赵海东，邹 平，马文俊，王 伟，温 泉

（东北大学机械工程与自动化学院，辽宁沈阳110819）

利用正交设计方法研究了硬质合金刀具二维超声加工（UEVC）淬硬钢Cr12MoV时切削用量的三个因素对加工表面粗糙度和切削力的影响，并利用信噪比、方差及贡献率等方法对各因素间的相互作用进行了分析。以切削参数为独立变量，以切削力和表面粗糙度为响应，利用回归分析建立数学模型。实验结果表明：进给量是对表面粗糙度（Ra、Rz）影响最大的因数，贡献率分别为91.8%和88.8%；其次是切削深度，贡献率分别为3.72%和9.77%；对切削力（Fz）影响最大的二个因素是进给量和切削深度，贡献率分别为56.69%和38.46%；切削速度对表面粗糙度、切削力的贡献率均最小。此外，建立的回归方程对Ra、Rz和Fz均有很高的可决系数，分别为91.8%、94.3%和88.2%，说明所建线性回归模型的准确性。

淬硬钢；表面粗糙度；切削力；优化；二维超声加工

冷作模具钢Cr12MoV具有淬透性高、耐磨性好、硬度高及淬火变形小等特点，故被广泛应用于汽车、航空航天、武器装备等领域。对Cr12MoV钢进行热处理后，其硬度可达60 HRC以上，传统的加工工艺易使工件发生较大的热变形，甚至无法进行切削加工，更无法保证加工表面质量与形状精度。因此，研发新型加工工艺已成为当前超精密加工领域的主要内容之一[1-3]。

超声振动切削是以普通车削工艺为基础，在刀具或工件上附加一个或多个固定频率的超声振动。……