本文關(guān)鍵詞：薄壁件三維銑削高速穩(wěn)定性研究

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【摘要】：薄壁件由于有重量輕、強(qiáng)度高、動力性能好等優(yōu)點,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,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,實現(xiàn)薄壁銑削穩(wěn)定性預(yù)測對有效抑制銑削顫振和實現(xiàn)工藝參數(shù)優(yōu)化等方面具有重要意義。所以,本文懫用數(shù)字建模、動力學(xué)仿真、實驗驗證相結(jié)合的技術(shù)手段,開展典型鍋合金薄壁件銑削穩(wěn)定性預(yù)測技術(shù)的研宄,主要工作體現(xiàn)在下述幾個方面:建立了平底立統(tǒng)刀銑削力模型。首先建立了同時考慮螺旋角效應(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;通過鐵削力信號仿真與加工測量值對比驗證統(tǒng)削力模型可行性�？紤]薄壁統(tǒng)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)的薄壁統(tǒng)削動力學(xué)模型;根據(jù)刀具剛?cè)嵝?模型可分為剛性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驗相結(jié)合的模態(tài)分析法,獲取薄壁統(tǒng)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域法;利用高階時域法對典型鍋合金薄壁件進(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�；诜�(wěn)定性葉瓣圖分析刀具幾何參數(shù)、浸沒比以及逆統(tǒng)/順銑切削方式對薄壁統(tǒng)削系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響規(guī)律,為工藝參數(shù)優(yōu)化提供參考依據(jù)。最后,結(jié)合3D穩(wěn)定性葉瓣圖,在固定軸向切深的情況下,選取不同加工參數(shù)組合對薄壁件進(jìn)行銑削實驗。實驗結(jié)果與穩(wěn)定性預(yù)測結(jié)果基本吻合,證明了本文提出模型的可行性。
【關(guān)鍵詞】：薄壁零件 顫振 螺旋角 動態(tài)特性 3D穩(wěn)定性葉瓣圖
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG54
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-18
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-16
• 1.2.1 切削過程中振動的分類10-13
• 1.2.2 銑削加工穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.3 薄壁件銑削加工穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀16
• 1.3 論文主要研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)16-18
• 2 瞬時銑削力模型18-32
• 2.1 概述18-20
• 2.1.1 基于實驗的切削力模型18-19
• 2.1.2 基于力學(xué)模型的切削力建模19-20
• 2.2 平底立銑刀瞬態(tài)銑削力模型20-26
• 2.2.1 考慮螺旋角效應(yīng)的浸沒角20-24
• 2.2.2 瞬時未變形切屑厚度24-25
• 2.2.3 銑削力模型25-26
• 2.3 切削力系數(shù)識別26-31
• 2.3.1 切削力系數(shù)識別模型27-28
• 2.3.2 切削力系數(shù)識別實驗28-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 3 銑削動力學(xué)模型32-46
• 3.1 動力學(xué)模型32-39
• 3.1.1 剛性刀具柔性工件動力學(xué)模型32-36
• 3.1.2 柔性刀具柔性工件動力學(xué)模型36-39
• 3.2 模態(tài)分析39-45
• 3.2.1 模態(tài)分析實驗設(shè)備39-41
• 3.2.2 具模態(tài)分析41-42
• 3.2.3 薄壁工件模態(tài)分析42-45
• 3.3 本章小結(jié)45-46
• 4 用于銑削穩(wěn)定性預(yù)報的高階時域法46-55
• 4.1 高階時域法46-50
• 4.2 3D穩(wěn)定性葉瓣圖50-51
• 4.3 顫振穩(wěn)定性影響因素51-54
• 4.3.1 刀具幾何參數(shù)對顫振穩(wěn)定性的影響51-53
• 4.3.2 浸沒比對顫振穩(wěn)定性的影響53-54
• 4.3.3 順銑/逆銑對顫振穩(wěn)定性的影響54
• 4.4 本章小結(jié)54-55
• 5 穩(wěn)定性驗證與結(jié)果分析55-63
• 5.1 實驗設(shè)備55
• 5.2 實驗參數(shù)選擇55-57
• 5.3 實驗結(jié)果分析57-62
• 5.3.1 實驗1：穩(wěn)定性切削57-58
• 5.3.2 實驗2：單模態(tài)振動58-59
• 5.3.3 實驗3：多模態(tài)振動59-61
• 5.3.4 實驗4：螺旋角效應(yīng)61-62
• 5.4 本章小結(jié)62-63
• 結(jié)論63-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況69-70
• 致謝70-71

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 劉強(qiáng);;高性能數(shù)控機(jī)床與虛擬數(shù)控加工[J];航空制造技術(shù);2008年17期

2 武凱,何寧,姜澄宇,李亮,何磊;立銑空間力學(xué)模型分析研究[J];南京航空航天大學(xué)學(xué)報;2002年06期

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本文編號：547922