復(fù)雜曲面慢刀伺服車削數(shù)值模擬及工藝試驗研究.pdf

1、慢刀伺服技術(shù)(Slow tool servo，STS)是一種新型的精密車削加工技術(shù)，主要應(yīng)用于各種復(fù)雜曲面的車削加工，具有較高的加工精度和效率。歐美國家對該技術(shù)進行了大量的研究，已經(jīng)實現(xiàn)了工業(yè)應(yīng)用。而國內(nèi)（特別是大陸）相關(guān)的研究工作相對較晚，尚未形成加工能力。本文基于自主研發(fā)的慢刀伺服裝置，對復(fù)雜曲面慢刀伺服車削數(shù)值模擬和加工工藝開展了相關(guān)研究。
　　首先，介紹了慢刀伺服技術(shù)的基本理論及研究現(xiàn)狀。針對其多用于復(fù)雜曲面加工的特點，對

2、DEFORM-3D軟件進行了二次開發(fā)?；贚agrange分段線性插值理論，采用Fortran語言編寫運動控制子程序，通過讀取不同曲面的離散刀位點坐標(biāo)，實現(xiàn)了對復(fù)雜曲面慢刀伺服車削過程的有限元模擬仿真。
　　其次，采用二次開發(fā)的軟件，建立了表面粗糙度預(yù)測模型。選用Johnson-Cook(JC)材料本構(gòu)方程、庫倫(Coulomb)摩擦力模型以及自適應(yīng)網(wǎng)格劃分等準(zhǔn)則建立了有限元仿真模型?；诒砻娲植诙鹊奈⒂^表現(xiàn)，采用位移參數(shù)對加工后

3、的表面粗糙度值進行了預(yù)測，同時初步分析了不同車削加工條件對表面粗糙度的影響，并通過相應(yīng)的工藝試驗進行了驗證。預(yù)測結(jié)果也為下文試驗設(shè)計過程中因素的選取提供了依據(jù)。
　　為了獲取更加合理的工藝參數(shù)從而提高加工質(zhì)量，建立了加工工藝優(yōu)化模型?；陧憫?yīng)曲面法(RSM)以及前文預(yù)測結(jié)果，設(shè)計工藝試驗，建立了多元二次回歸分析模型，并對模型進行了優(yōu)化。采用優(yōu)化后的模型，分析了因素之間的交互作用以及對表面粗糙度的影響力大小。通過滿意度函數(shù)法進行優(yōu)化