本文關(guān)鍵詞：銑車復合加工中心顫振問題研究

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【摘要】：裝備制造業(yè)是國家工業(yè)發(fā)展中不可或缺的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),而機床是一個國家裝備制造業(yè)發(fā)展水平的象征�，F(xiàn)代機床正朝著高速度、高精度、高柔性的方向發(fā)展,各種類型的高速加工中心是近些年來重要的發(fā)展方向。顫振則直接影響著零件的精度。本文以銑車復合加工中心直驅(qū)擺頭動力刀架和直驅(qū)轉(zhuǎn)臺為研究對象,分別對動力刀架和直驅(qū)轉(zhuǎn)臺進行模態(tài)和諧響應分析,以得到其六階固有模態(tài)并對比兩者在激振作用下各個方向的振幅;建立銑削動力學方程并對傳統(tǒng)動力學方程模型進行優(yōu)化,使其更加準確。根據(jù)銑削動力學方程得到顫振穩(wěn)定性葉瓣圖并運用Deform-3D軟件對仿真結(jié)果正確性進行驗證,同時分析銑刀齒數(shù)、徑向切削深度、進給量對機床顫穩(wěn)定性的影響規(guī)律。本文的研究為切削參數(shù)的合理選擇,減小顫振提供理論依據(jù)。本文所研究的內(nèi)容主要包括以下幾個部分:(1)對動力刀架和直驅(qū)轉(zhuǎn)臺進行模態(tài)分析諧響應分析,得到動力刀架前兩階固有頻率符合主軸轉(zhuǎn)速為35~12000r/min時的頻率范圍,得到在切削時此頻率對應的主軸轉(zhuǎn)速數(shù)值;得到直驅(qū)轉(zhuǎn)臺的理論最大振幅為0.0324mm,動力刀架的理論最大振幅為2.66mm,動力刀架對于加工精度的影響更加嚴重;(2)根據(jù)動力刀架的工作原理選定圓角銑削為切削方式并建立考慮再生作用的圓角銑削動力學模型,通過銑削過程中刀具相對于工件坐標位置的變化,推導出切入、切出角的計算公式,有效解決動態(tài)切削力的方向力系數(shù)的時變性問題。得到銑削加工穩(wěn)定性葉瓣圖及軸向最小極限切削深度,數(shù)值為4.8mm;(3)根據(jù)得到的顫振穩(wěn)定性葉瓣圖,分別選取穩(wěn)定區(qū)域和非穩(wěn)定區(qū)域的切削條件,運用Deform-3D軟件進行三維實體仿真,得到X、Y、Z三個方向切削力變化曲線。對比切削力曲線的變化情況及刀尖棱線處位移,發(fā)現(xiàn)切削力變化符合顫振預測。提取穩(wěn)定條件下主切削力數(shù)據(jù),求取其平均值并和切削力經(jīng)驗公式得到的數(shù)值對比,以驗證Deform-3D仿真結(jié)果的正確性;(4)探討銑刀齒數(shù)、徑向切削深度及進給量等因素對顫振系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響,通過MATLAB仿真,得到在不同的銑刀齒數(shù)、徑向切削深度及進給量影響下的穩(wěn)定性葉瓣圖。利用Deform-3D有限元軟件以不同的切削用量作為變量分別進行了三維實體切削仿真并得到在不同切削用量下各向切削力曲線,為探究銑刀齒數(shù)、徑向切削深度及進給量等因素對切削力的影響提供依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：動力刀架 再生型顫振 穩(wěn)定性葉瓣圖 三維實體仿真
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG65
【目錄】：

• 摘要8-9
• Abstract9-14
• 第1章 緒論14-21
• 1.1 課題來源14
• 1.2 課題的研究背景和意義14-15
• 1.2.1 課題的研究背景14-15
• 1.2.2 課題的研究意義15
• 1.3 機床顫振的研究概況15-19
• 1.3.1 顫振機理與模型的研究15-17
• 1.3.2 機床切削系統(tǒng)動態(tài)特性的研究17-18
• 1.3.3 顫振預防與控制的研究18-19
• 1.4 本文的研究目的和內(nèi)容19-20
• 1.4.1 本文的研究目的19
• 1.4.2 本文的研究內(nèi)容19-20
• 1.5 本章小結(jié)20-21
• 第2章 動力刀架和直驅(qū)轉(zhuǎn)臺動態(tài)特性分析21-30
• 2.1 動態(tài)特性分析理論21-23
• 2.1.1 模態(tài)分析理論21
• 2.1.2 諧響應分析理論基礎(chǔ)21-23
• 2.2 動力刀架的動態(tài)特性分析23-26
• 2.2.1 動力刀架的模態(tài)分析23-25
• 2.2.2 動力刀架的諧響應分析25-26
• 2.3 直驅(qū)轉(zhuǎn)臺的動態(tài)特性分析26-29
• 2.3.1 直驅(qū)轉(zhuǎn)臺的模態(tài)分析27-28
• 2.3.2 直驅(qū)轉(zhuǎn)臺的諧響應分析28-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第3章 銑削過程動力學模型與穩(wěn)定性分析30-41
• 3.1 動力學方程的建立30-33
• 3.1.1 銑削方式的確定30-31
• 3.1.2 銑削動力學方程31-33
• 3.2 切入角、切出角的計算公式推導33-36
• 3.2.1 圓角銑削瞬時侵入角變化規(guī)律33-34
• 3.2.2 均勻切寬下切入角與切出角推導34-36
• 3.3 系統(tǒng)穩(wěn)定性分析36-40
• 3.3.1 顫振穩(wěn)定性極限參數(shù)的確定36-38
• 3.3.2 求解穩(wěn)定性曲線38-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 第4章 銑削過程的三維切削仿真41-51
• 4.1 Deform軟件的簡介及仿真關(guān)鍵參數(shù)的確定41-44
• 4.1.1 Deform軟件的簡介41
• 4.1.2 仿真關(guān)鍵參數(shù)的確定41-44
• 4.2 建立三維銑削模型仿真44-46
• 4.2.1 前處理模塊44-45
• 4.2.2 求解器45-46
• 4.2.3 后置處理46
• 4.3 三維銑削模型的仿真結(jié)果分析46-49
• 4.3.1 仿真過程中的切削力分析47-48
• 4.3.2 切削力仿真結(jié)果驗證48-49
• 4.4 刀尖棱線位移49
• 4.5 本章小結(jié)49-51
• 第5章 顫振穩(wěn)定性影響因素分析51-62
• 5.1 銑刀齒數(shù)對顫振穩(wěn)定性影響51-54
• 5.1.1 銑刀齒數(shù)對銑削極限切削深度的影響51-52
• 5.1.2 刀具齒數(shù)對切削力的影響52-54
• 5.2 徑向切深對顫振穩(wěn)定性影響54-57
• 5.2.1 徑向切深對銑削極限切削深度的影響54-55
• 5.2.2 徑向切削深度對切削力的影響55-57
• 5.3 進給量對顫振穩(wěn)定性影響57-61
• 5.3.1 進給量對銑削極限切削深度的影響57-59
• 5.3.2 進給量對切削力的影響59-61
• 5.4 本章小結(jié)61-62
• 結(jié)論與展望62-64
• 結(jié)論62-63
• 展望63-64
• 參考文獻64-68
• 致謝68-69
• 附錄A 攻讀學位期間所發(fā)表的學術(shù)論文69

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉福林;;寶美高精高速銑車復合加工中心的獨特性能[J];航空制造技術(shù);2007年03期

2 ;復合加工(Combined Machining,CM)[J];航空精密制造技術(shù);2007年02期

3 ;寶美高速高精度銑車復合加工中心的獨特性能[J];航天制造技術(shù);2007年03期

4 ;寶美高速高精度銑車復合加工中心[J];新技術(shù)新工藝;2007年04期

5 劉福林;;瑞士寶美——精密復合加工先鋒[J];國防制造技術(shù);2009年06期

6 張玨瑩;;復合加工生產(chǎn)技術(shù)[J];鞍鋼技術(shù);1988年01期

7 Michael D，

本文編號：591559