高速銑削過(guò)程中,斷續(xù)沖擊載荷作用下的銑刀磨損影響著刀具使用壽命和工件加工表面質(zhì)量。此時(shí),銑刀處于分布不均的應(yīng)力場(chǎng)中,其內(nèi)部能量不斷變化,銑刀組件出現(xiàn)塑性或脆性斷裂損傷,導(dǎo)致銑刀安全穩(wěn)定性下降,制約著銑刀切削加工效率,這已成為銑刀高效、高精度和高可靠性加工中亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。針對(duì)銑刀刀齒磨損差異性過(guò)大所導(dǎo)致的銑刀超期服役和過(guò)早退役問(wèn)題,進(jìn)行銑刀刀齒后刀面振動(dòng)摩擦行為差異性研究。提出銑刀刀齒磨損差異性解算與評(píng)判方法,研究高速銑刀組件損傷行為特征,提出高速銑刀損傷跨尺度關(guān)聯(lián)控制方法。具體研究?jī)?nèi)容包括如下幾個(gè)方面:通過(guò)分析高速銑刀刀齒切削接觸角和刀具振動(dòng),獲得銑刀后刀面與加工表面接觸關(guān)系,得到銑刀切削運(yùn)動(dòng)軌跡和切削刃瞬時(shí)切削位置,建立振動(dòng)條件下的銑刀后刀面與加工表面摩擦副模型。利用銑刀刀齒后刀面與加工表面的瞬時(shí)法矢量反映銑刀后刀面與加工表面摩擦副的動(dòng)態(tài)接觸關(guān)系,揭示銑刀后刀面摩擦過(guò)程動(dòng)態(tài)變化特性。為進(jìn)一步研究振動(dòng)條件下的銑刀刀齒后刀面磨損差異性提供分析基礎(chǔ)。在高速銑削實(shí)驗(yàn)中提取銑刀切削振動(dòng)時(shí)域特征參數(shù),識(shí)別銑刀各刀齒切削時(shí)段。高速銑刀切削振動(dòng)行為分析結(jié)果表明,銑刀振動(dòng)周期和刀齒切削周期均不一... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省

【文章頁(yè)數(shù)】：141 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

汽車、航空航天等制造產(chǎn)品零部件的加工需求Fig.1-1Machiningrequirementsforpartsandcomponentsofautomobile,aerospace

導(dǎo)致銑刀各個(gè)刀齒的刀屑接觸關(guān)系不一致，進(jìn)而引起各個(gè)刀齒磨損位置及程度變化，改變了不同刀齒的磨損程度。圖1-2 高速銑刀振動(dòng)與摩擦磨損交互影響關(guān)系Fig. 1-2 Interactive relationship between vibration and friction and wear ofhigh speed milling cutter在離心力和切削力載荷交互作用下，銑刀振動(dòng)頻率包括與轉(zhuǎn)速和切削力相關(guān)的斷續(xù)切削主頻、與刀具剛度相關(guān)的固有頻率及其倍頻。斷續(xù)切削載荷作用下，銑刀振動(dòng)振幅變化導(dǎo)致刀具與工件的沖擊能量和接觸應(yīng)力波動(dòng)，當(dāng)接近固有頻率時(shí)產(chǎn)生高頻振動(dòng)，導(dǎo)致銑刀磨損速率顯著增長(zhǎng)。銑刀磨損引起切削力增加，導(dǎo)致振動(dòng)加劇，銑刀振動(dòng)又引發(fā)磨損加劇，這種振動(dòng)和磨損交互作用使銑刀由正常磨損階段快速、過(guò)早的轉(zhuǎn)入急劇磨損階段�？梢�(jiàn)，高速銑刀動(dòng)力學(xué)特性是影響銑刀摩擦磨損的重要前提，對(duì)深入研究銑刀刀齒磨損差異性具有指導(dǎo)意義。1.2.2 高速銑刀摩擦磨損特性高速銑削過(guò)程中，因交變載荷作用，銑刀各刀片的刃口、前刀面和后刀面應(yīng)力分布隨時(shí)間發(fā)生變化

同刀齒摩擦磨損的動(dòng)態(tài)特性，分析銑刀受振動(dòng)影響下的磨損狀態(tài)以及對(duì)刀具使用壽命預(yù)測(cè)和監(jiān)測(cè)存在偏差。圖1-3 不同切削參數(shù)下的銑刀磨損破損Fig. 1-3 Wear and tear of milling cutter with different cutting parameters高速切削過(guò)程中刀具磨損是多因素綜合作用的結(jié)果。在預(yù)測(cè)刀具磨損方面Jacob 等學(xué)者采用類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析方法建立了刀具磨損識(shí)別和檢測(cè)模型，并用進(jìn)給量和切削深度預(yù)測(cè)磨損量[21]。Alexander 和 Shum 等學(xué)者針對(duì)鋁合金工件材料，研究了粘結(jié)磨損、磨粒磨損機(jī)理和分子擴(kuò)散機(jī)理，并以切削速度和進(jìn)給速度作為標(biāo)定建立了刀具磨損預(yù)測(cè)模型[22, 23]。目前，在銑削刀具磨損方面的研究主要集中于單個(gè)刀齒在切削行程中的磨損情況[24]，采用振動(dòng)測(cè)試的監(jiān)測(cè)方法，給出了刀具磨損的在線監(jiān)測(cè)方法[25, 26]。Budak 以抑制顫振為目標(biāo)，研究穩(wěn)定銑削的切削條件，避免顫振對(duì)加工質(zhì)量、刀具磨損等性能的影響[27]。在研究振動(dòng)對(duì)盜墓磨損方面

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]高速面銑刀模態(tài)參數(shù)及其對(duì)切削性能影響研究[D]. 劉魯寧.山東大學(xué) 2013



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