螺旋銑孔加工過程和表面形貌仿真研究.pdf

1、天津大學碩士學位論文螺旋螺旋銑孔銑孔加工加工過程和表面形貌過程和表面形貌仿真研究仿真研究SimulationResearchofHelicalMillingProcessSurfaceMphology學科專業(yè)：機械工程研究生：劉云鵬指導教師：田延嶺教授企業(yè)教師：劉志新研究員天津大學機械工程學院2016年12月I摘要摘要與傳統制孔方法相比，螺旋銑孔技術在制孔精度方面表現出了很強的優(yōu)勢，在航空航天領域的應用前景廣闊。對螺旋銑孔過程的深入研究

2、，有利于加深對該制孔工藝的理解。目前關于螺旋銑孔過程中刀具切削刃切削工件材料過程方面的研究較少，在螺旋銑孔加工表面幾何形貌方面鮮有人涉及。本文采用數值建模和仿真研究的方法對螺旋銑孔工藝加工過程開展基礎性研究，主要工作如下：（1）在研究螺旋銑孔運動學原理的基礎上對加工過程進行了適當簡化，然后在SolidWks軟件中模擬了螺旋銑孔加工過程，得到了切削過程中工件未切除材料的三維形貌。對不同加工參數下工件未切除材料三維形貌進行了對比分析，總結了

3、加工表面可能出現的三維形貌類型。在研究未切削材料三維形貌形成原理基礎上，建立了螺旋銑孔專用刀具不同切削刃切削深度理論模型，探討了不同加工參數下切削深度在不同切削位置上的變化規(guī)律。（2）基于切削深度理論模型，建立了螺旋銑專用刀具不同切削刃公轉一周切削材料體積計算模型，研究了不同加工參數對切削刃切削材料體積的影響規(guī)律。推導了不同切削刃切削材料體積占總切削材料百分比的計算公式，研究了不同切削刃切削材料體積占比隨加工參數的變化規(guī)律。推導了螺旋銑

4、專用刀具底刃和側刃切削材料體積的比值（鉆銑比），研究了不同加工參數對鉆銑比的影響。（3）推導了理想情況、刀具偏心、主軸偏心和刀具傾斜等不同條件下刀具切削微元的運動軌跡方程。針對螺旋銑孔加工表面特殊性，采用改進的Zmap模型建立了已加工孔表面形貌仿真模型，并以刀具偏心情況為例，研究了刀具偏心值、自轉轉速、自轉公轉比對加工表面形貌的影響規(guī)律。（4）在螺旋銑孔表面形貌仿真模型的基礎上，提出了利用表面形貌仿真結果獲取加工表面粗糙度的計算方法，研