基于傅立葉級數(shù)的銑削力建模及實驗研究.pdf

1、數(shù)控銑床是機(jī)械制造業(yè)最重要的基礎(chǔ)裝備之一，高精度、高效率、低成本是其必然的發(fā)展方向。傳統(tǒng)的數(shù)控銑削加工文件編制僅從零件的幾何形貌角度出發(fā)而忽略加工過程的物理狀態(tài)，因此只能采用保守的加工參數(shù)以保證加工過程的安全性，制約了機(jī)床性能的充分發(fā)揮，影響了加工的質(zhì)量與效率。本文建立了基于傅立葉級數(shù)的銑削力模型用以描述銑削過程的物理狀態(tài)，并以數(shù)控銑削余量優(yōu)化為例，探討了銑削力模型在數(shù)控銑削加工參數(shù)優(yōu)化中的應(yīng)用，主要工作如下：
　　 以微分幾何

2、為手段，分析了立銑刀與球頭刀的加工過程，考慮了銑削過程的剪切機(jī)制與犁切機(jī)制，建立了沿刀具軸向的微元刀刃的銑削力模型。通過解析幾何分析與Z-map模擬相結(jié)合的手段，描述了在銑削加工過程中，各種不同形式曲面的工件與刀具的接觸區(qū)域，將刀具微元刀刃銑削力在接觸區(qū)域內(nèi)積分得到刀具總的銑削力模型。通過傅立葉變換將周期性的刀具總的銑削力轉(zhuǎn)換為了傅立葉級數(shù)形式，建立了基于傅立葉級數(shù)的銑削力模型。
　　 通過對銑削力的傅立葉級數(shù)零頻項的分析，推導(dǎo)

3、了通過槽銑實驗的平均銑削力求解立銑刀與球頭刀切削系數(shù)的線性方程組。采用數(shù)控機(jī)床與測力儀進(jìn)行了銑削實驗，通過實驗數(shù)據(jù)回歸了立銑刀與球頭刀的切削系數(shù)，進(jìn)而通過MATLAB數(shù)值積分模擬了一定銑削用量條件下的銑削力，對比了其與相同銑削用量條件下實驗測量的銑削力，結(jié)果吻合良好，驗證了銑削力模型。
　　 分別針對立銑刀與球頭刀，通過幾何分析，以滿足加工精度為條件，離散了2.5維曲面，規(guī)劃了刀觸點集合。運用向量運算，推導(dǎo)了刀位點集合的計算。運