本文關(guān)鍵詞：銑削加工表面形貌及端銑加工變形仿真研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 本文密切結(jié)合先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展，在切削基本原理的基礎(chǔ)上，對(duì)銑削加工表面形貌和端銑加工變形仿真技術(shù)進(jìn)行了研究，建立了實(shí)用的仿真算法和相應(yīng)計(jì)算機(jī)程序。 機(jī)械加工的粗糙度與表面形貌有直接關(guān)系，因此研究加工表面形貌仿真對(duì)預(yù)測(cè)表面粗糙度和選取合理的加工參數(shù)具有重要意義。本文應(yīng)用微分幾何理論建立了任意輪廓銑刀切削刃刃線(xiàn)的參數(shù)方程，并在此基礎(chǔ)上利用空間坐標(biāo)變換方法建立了任意輪廓銑刀切削刃上任意點(diǎn)與工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)的軌跡方程�？紤]主軸偏心，基于刀具切削刃上任意點(diǎn)與工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)的軌跡方程，構(gòu)造出可以求解銑削加工表面上任意一點(diǎn)形貌高度值的三維表面形貌仿真算法，本算法無(wú)需對(duì)刀齒進(jìn)行微段離散，并且不依賴(lài)于工件網(wǎng)格劃分，具有良好的通用性。本文將以上算法成功應(yīng)用于螺旋立銑刀和球頭銑刀加工三維表面形貌的數(shù)值仿真，相應(yīng)的仿真算例表明本算法具有通用性好、運(yùn)算速度快、結(jié)果準(zhǔn)確度高的特點(diǎn)。 另一方面，隨著制造技術(shù)的發(fā)展，對(duì)零件加工精度的要求越來(lái)越高，必須對(duì)加工變形進(jìn)行嚴(yán)格控制，而加工變形仿真是合理選取加工參數(shù)、提高加工精度的前提和基礎(chǔ)。本文建立了改進(jìn)的端銑剛性切削力模型以及實(shí)用的端銑加工多次走刀、多齒切削銑削加工切削力模型。對(duì)連續(xù)切削過(guò)程的離散采用以工件加工表面上被切削的點(diǎn)為基準(zhǔn)的離散方法，對(duì)任意走刀軌跡推導(dǎo)出了求解基準(zhǔn)點(diǎn)被切削時(shí)刀具空間狀態(tài)的理論方法，，并給出了直線(xiàn)段和圓弧走刀軌跡的具體計(jì)算公式。銑削加工變形有限元分析節(jié)點(diǎn)和工況數(shù)目龐大，而加工精度僅取決于加工表面節(jié)點(diǎn)的分析結(jié)果，切削力也只作用在加工表面節(jié)點(diǎn)上，因此本文采用超單元方法進(jìn)行有限元分析，簡(jiǎn)化了問(wèn)題表達(dá)，提高了計(jì)算效率，減少了所需計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)空間。 本文研究?jī)?nèi)容定量分析了銑削加工表面粗糙度和端銑加工變形，對(duì)制造業(yè)選取合理的加工工藝方案和加工參數(shù)具有重要意義。本文仿真結(jié)果可以驗(yàn)證經(jīng)驗(yàn)參數(shù)是否合理，減少試切次數(shù)，從而降低制造成本，縮短設(shè)計(jì)周期，具有潛在的應(yīng)用價(jià)值，將具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
【關(guān)鍵詞】：銑削 表面形貌 端銑 加工變形 仿真算法
【學(xué)位授予單位】：西北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類(lèi)號(hào)】：TG54
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 目錄7-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 研究現(xiàn)狀綜述11-13
• 1.2.1 銑削加工表面形貌仿真11-12
• 1.2.2 端銑加工變形仿真12-13
• 1.3 研究?jī)?nèi)容13
• 1.4 研究方法13-14
• 1.4.1 銑削加工表面形貌仿真13
• 1.4.2 端銑加工變形仿真13-14
• 1.5 本章小結(jié)14-15
• 第二章 金屬切削基本原理15-26
• 2.1 金屬切削加工的基礎(chǔ)知識(shí)15-18
• 2.1.1 切削運(yùn)動(dòng)和加工表面15-16
• 2.1.2 刀具的基本組成16-17
• 2.1.3 金屬切削的變形過(guò)程17-18
• 2.2 切削力18-23
• 2.2.1 切削力的來(lái)源19
• 2.2.2 切削力的分解19-20
• 2.2.3 切削力的計(jì)算20-21
• 2.2.3.1 利用指數(shù)公式計(jì)算切削力20
• 2.2.3.2 利用單位切削力計(jì)算切削力20-21
• 2.2.4 影響切削力的因素21-23
• 2.2.4.1 工件材料的影響21
• 2.2.4.2 切削用量的影響21-22
• 2.2.4.3 刀具幾何參數(shù)的影響22
• 2.2.4.4 刀具材料、切削液和刀具磨損的影響22-23
• 2.3 加工質(zhì)量23-25
• 2.3.1 尺寸誤差23
• 2.3.2 表面粗糙度23-24
• 2.3.3 殘余應(yīng)力24
• 2.3.4 加工硬化24-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第三章 銑削加工表面形貌仿真26-52
• 3.1 銑削加工表面形貌仿真算法26-29
• 3.1.1 參考坐標(biāo)系26-27
• 3.1.2 任意輪廓銑刀幾何模型27-28
• 3.1.3 廣義刀具切削刃軌跡方程28-29
• 3.1.4 表面形貌仿真算法29
• 3.1.5 表面形貌仿真粗糙度度量29
• 3.2 周銑加工表面形貌仿真29-36
• 3.2.1 切削刃軌跡方程30-32
• 3.2.2 表面形貌仿真算法32-33
• 3.2.3 仿真算例33-35
• 3.2.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證35-36
• 3.3 球頭銑刀加工表面形貌仿真36-51
• 3.3.1 任意直線(xiàn)進(jìn)給37-42
• 3.3.1.1 切削刃軌跡方程37-40
• 3.3.1.2 表面形貌仿真算法40-42
• 3.3.2 圓弧軌跡42-46
• 3.3.2.1 切削刃軌跡方程42-45
• 3.3.2.2 表面形貌仿真算法45-46
• 3.3.3 仿真算例46-50
• 3.3.3.1 平面加工46-48
• 3.3.3.2 圓柱面加工48-49
• 3.3.3.3 影響銑削加工表面粗糙度的因素及其影響規(guī)律49-50
• 3.3.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證50-51
• 3.4 本章小結(jié)51-52
• 第四章 端銑加工變形仿真52-68
• 4.1 端銑加工誤差仿真模型52-62
• 4.1.1 模型簡(jiǎn)化假設(shè)52
• 4.1.2 基本切削力模型52-54
• 4.1.2.1 Kienzle切削力模型52-53
• 4.1.2.2 改進(jìn)的切削力模型53-54
• 4.1.3 多次走刀、多齒切削銑削加工切削力模型54-56
• 4.1.3.1 多次走刀軌跡加工域模型54
• 4.1.3.2 多次走刀、多齒切削切削力模型54-55
• 4.1.3.3 多次走刀、多齒切削端銑加工切削力模型55-56
• 4.1.4 加工過(guò)程的離散56-60
• 4.1.4.1 任意走刀軌跡加工過(guò)程的離散56-58
• 4.1.4.2 直線(xiàn)走刀軌跡加工過(guò)程的離散58
• 4.1.4.3 圓弧走刀軌跡加工過(guò)程的離散58-60
• 4.1.5 工件有限元模型60-62
• 4.1.5.1 工件的超單元模型60-61
• 4.1.5.2 載荷的確定61-62
• 4.2 仿真算例62-67
• 4.2.1 平面薄板62-64
• 4.2.2 動(dòng)模板64-67
• 4.3 本章小結(jié)67-68
• 第五章 總結(jié)與展望68-70
• 5.1 論文總結(jié)68
• 5.2 研究展望68-70
• 參考文獻(xiàn)70-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文情況73-74
• 致謝74-75

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 張為;高速切削鈦合金薄壁件表面完整性及型面變形預(yù)測(cè)[D];哈爾濱理工大學(xué);2011年

2 宿崇;虛擬磨削關(guān)鍵理論及其技術(shù)的研究[D];東北大學(xué);2009年

3 畢運(yùn)波;銑削加工過(guò)程物理仿真及其在航空整體結(jié)構(gòu)件加工變形預(yù)測(cè)中的應(yīng)用研究[D];浙江大學(xué);2007年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前9條

1 靳麗娟;數(shù)控銑削溫度建模仿真與分析[D];哈爾濱理工大學(xué);2010年

2 楚錦文;銅陽(yáng)極板高速銑削中端銑與周銑的差異性研究[D];昆明理工大學(xué);2011年

3 周德生;基于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的銑削加工精度控制研究[D];武漢理工大學(xué);2006年

4 陳國(guó)華;高速加工中小直徑銑刀銑削過(guò)程研究[D];南京理工大學(xué);2008年

5 張福霞;微細(xì)銑削力的建模與分析[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

6 張博文;微機(jī)床加工過(guò)程多參量測(cè)試方法與實(shí)驗(yàn)研究[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2012年

7 李明;大型薄壁核電筒件加工工藝優(yōu)化[D];哈爾濱理工大學(xué);2012年

8 方正隆;超精密銑削加工工件表面形貌的仿真與紋理控制[D];華中科技大學(xué);2012年

9 胡志敏;銑刨轉(zhuǎn)子系統(tǒng)作業(yè)過(guò)程的動(dòng)力學(xué)仿真分析[D];湘潭大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：銑削加工表面形貌及端銑加工變形仿真研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：347462