【摘要】：在現(xiàn)代制造生產(chǎn)領(lǐng)域,異形零件因特殊的用途而得到越來越廣泛地運(yùn)用。目前,銑削加工依然是異形零件半精加工的重要加工方法。但是,在實(shí)際銑削加工過程中,由于加工系統(tǒng)顫振和不當(dāng)?shù)你娤鲄?shù),會極大影響銑削加工效率地提高。因此,本文以某公司加工的一種45鋼異形鑄件為研究對象,從顫振識別和有限元仿真兩方面對其銑削加工過程進(jìn)行研究,以期為生產(chǎn)實(shí)踐提供一定的指導(dǎo)。首先,基于模態(tài)分析理論辨識銑削加工系統(tǒng)動態(tài)特性,并利用ABAQUS軟件建立與分析加工系統(tǒng)模型。研究結(jié)果表明：頻響函數(shù)的擬合曲線與實(shí)測曲線的相干函數(shù)值為0.9909,誤差為0.92%,符合檢測標(biāo)準(zhǔn),證明它是可信的；系統(tǒng)前六階固有頻率分別為452.21Hz.612.12Hz.1085.1Hz.1885.8Hz.2473.7Hz和2820.OHz；為了避免加工時系統(tǒng)發(fā)生共振,主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)不接近于9044.2r/min;仿真所得固有頻率和動態(tài)響應(yīng)的最值與實(shí)測值相比,最大的相對誤差分別為13.48%和13.96%,均在允許范圍內(nèi),驗(yàn)證了有限元模型的正確性。其次,基于正交試驗(yàn)對45鋼異形鑄件進(jìn)行銑削試驗(yàn),分析了銑削參數(shù)對銑削力和表面粗糙度的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明：三向銑削力隨著主軸轉(zhuǎn)速的增加而緩慢減�。蝗蛄﹄S每齒進(jìn)給量的增大而增大,其中銑削力Fz具有較為緩慢的增加趨勢；軸向切削深度的增加使銑削力Fx和Fy增大,而使銑削力Fz先增大后減小；銑削力Fy與徑向切削深度正相關(guān),而銑削力Fx和Fz既有與徑向切削深度正相關(guān)的部分又有與它負(fù)相關(guān)的部分；表面粗糙度隨著主軸轉(zhuǎn)速的增大而減小,隨著每齒進(jìn)給量和軸向切削深度的增大而增大；除了切出階段,它與徑向切削深度正相關(guān)。再次,運(yùn)用時域、頻域和小波分析提取了銑削力信號特征量,從而對顫振進(jìn)行識別。研究結(jié)果表明：刀具的破損導(dǎo)致銑削力信號出現(xiàn)異常；顫振發(fā)生于頻率為1090.9 Hz處,它增加了高頻振動能量,加劇了刀具的磨損；實(shí)際加工所選擇的主軸轉(zhuǎn)速值2430r/min是不合理的；軸向切削深度的增加并不會導(dǎo)致顫振的加�。粚€娤髁π盘柦�(jīng)小波分解得到的細(xì)節(jié)信號d3作為銑削顫振的監(jiān)測信號。最后,利用DEFORM-3D軟件對銑削加工過程進(jìn)行有限元仿真研究。研究結(jié)果表明：仿真所得到的切屑形狀與實(shí)際所得的相似,且模擬所得銑削力與實(shí)測值的相對誤差均在20%以內(nèi),證明了所建立的有限元模型是正確的。
【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】：2016
【分類號】：TG54

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2563999