薄壁件三維銑削高速穩(wěn)定性研究.pdf

1、薄壁件由于有重量輕、強(qiáng)度高、動力性能好等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于航空航天、能源、交通等高端裝備制造領(lǐng)域。但是，由于這些零件還具有剛度低、難加工、材料去除率高、型面復(fù)雜等特點(diǎn)，加工過程易發(fā)生顫振，降低加工質(zhì)量以及加工效率。因此，實(shí)現(xiàn)薄壁銑削穩(wěn)定性預(yù)測對有效抑制銑削顫振和實(shí)現(xiàn)工藝參數(shù)優(yōu)化等方面具有重要意義。所以，本文采用數(shù)字建模、動力學(xué)仿真、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的技術(shù)手段，開展典型鋁合金薄壁件銑削穩(wěn)定性預(yù)測技術(shù)的研究，主要工作體現(xiàn)在下述幾個方面:

2、>　　建立了平底立銑刀銑削力模型。首先建立了同時(shí)考慮螺旋角效應(yīng)、刀具徑向跳動和不等容屑角刀具等因素的浸沒角模型;繼而，提出了未變形切屑厚度計(jì)算方法及建立了針對薄壁件加工的銑削力預(yù)測模型;同時(shí)給出了考慮工件/刀具配對、跳動等因素的銑削力系數(shù)識別方法;通過銑削力信號仿真與加工測量值對比驗(yàn)證銑削力模型可行性。
　　考慮薄壁銑削過程中系統(tǒng)動態(tài)特性在刀位路徑上的變化，建立與工件模態(tài)振型有關(guān)的薄壁銑削動力學(xué)模型;根據(jù)刀具剛?cè)嵝?，模型可分為剛?/p>

3、刀具柔性工件銑削動力學(xué)模型與柔性刀具柔性工件銑削動力學(xué)模型;給出了基于有限元分析與錘擊實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的模態(tài)分析法，獲取薄壁銑削系統(tǒng)模態(tài)參數(shù)以及刀位路徑上銑削系統(tǒng)動態(tài)特性的變化規(guī)律。
　　提出了可適用于小徑向切深并具有較高收斂率的高階時(shí)域法;利用高階時(shí)域法對典型鋁合金薄壁件進(jìn)行穩(wěn)定性預(yù)測，建立以軸向切削深度、主軸轉(zhuǎn)速和刀位路徑作為坐標(biāo)軸的3D穩(wěn)定性葉瓣圖。基于穩(wěn)定性葉瓣圖分析刀具幾何參數(shù)、浸沒比以及逆銑/順銑切削方式對薄壁銑削系統(tǒng)穩(wěn)定性