高速機(jī)床銑削穩(wěn)定性分析及刀尖點(diǎn)頻響函數(shù)預(yù)測.pdf

1、高速銑削加工作為一種先進(jìn)的金屬切削方式，在航空、航天、汽車以及模具制造業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。它具有切削力和工件熱變形較小、加工質(zhì)量和材料去除率較高以及加工成本較低等優(yōu)點(diǎn)。盡管高速銑削加工存在很多優(yōu)點(diǎn)，但是由于銑削過程中顫振的存在，將嚴(yán)重影響切削過程的穩(wěn)定性，降低零件的加工質(zhì)量、機(jī)床的生產(chǎn)效率和刀具的使用壽命，甚至?xí)苯油{到操作者的安全。往往會(huì)導(dǎo)致大量的高速、高性能機(jī)床發(fā)揮不出最大的加工效能。因此，對(duì)銑削過程中銑削力以及銑削穩(wěn)定性的分析和

2、預(yù)測，避免銑削過程失穩(wěn)所進(jìn)行的研究具有及其重要的實(shí)際意義。
　　本文利用穩(wěn)定性葉圖的形式對(duì)高速銑削過程中的顫振以及穩(wěn)定性預(yù)測方法進(jìn)行了研究。建立了銑削系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型，并提出了一種快速獲得穩(wěn)定性圖的切削刃平均角度位置方法。通過令其與傳統(tǒng)的傅里葉級(jí)數(shù)法作比較，并用較為準(zhǔn)確但稍復(fù)雜的時(shí)域方法進(jìn)行仿真，驗(yàn)證了此法的準(zhǔn)確性。在此基礎(chǔ)上，通過穩(wěn)定性葉圖的分析，針對(duì)特定銑削系統(tǒng)的主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)行了優(yōu)化，可以在保證加工質(zhì)量的基礎(chǔ)上，大大提高銑削加工

3、過程的材料去除效率(MMR)。通過對(duì)銑削過程中各結(jié)構(gòu)參數(shù)和工藝參數(shù)對(duì)銑削穩(wěn)定性的影響進(jìn)行分析，得到了隨各參數(shù)值變化的穩(wěn)定性葉圖。這樣，就可以通過合理的選擇銑削系統(tǒng)參數(shù)和主軸的轉(zhuǎn)速對(duì)銑削系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)提高產(chǎn)品加工質(zhì)量和效率有一定的指導(dǎo)意義。然后，利用子結(jié)構(gòu)導(dǎo)納耦合法(RCSA)對(duì)穩(wěn)定分析所必備的刀尖點(diǎn)頻響函數(shù)(FRF)進(jìn)行研究。利用E-B梁理論模型總結(jié)出了各種情況子結(jié)構(gòu)的響應(yīng)耦合公式，使用Matlab仿真對(duì)簡單的簡化刀具-刀柄模型的耦合