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)合先進制造技術(shù)的發(fā)展，在切削基本原理的基礎(chǔ)上，對銑削加工表面形貌和端銑加工變形仿真技術(shù)進行了研究，建立了實用的仿真算法和相應(yīng)計算機程序。 機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預(yù)測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的參數(shù)方程，并在此基礎(chǔ)上利用空間坐標變換方法建立了任意輪廓銑刀切削刃上任意點與工件相對運動的軌跡方程。考慮主軸偏心，基于刀具切削刃上任意點與工件相對運動的軌跡方程，構(gòu)造出可以求解銑削加工表面上任意一點形貌高度值的三維表面形貌仿真算法，本算法無需對刀齒進行微段離散，并且不依賴于工件網(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、運算速度快、結(jié)果準確度高的特點。 另一方面，隨著制造技術(shù)的發(fā)展，對零件加工精度的要求越來越高，必須對加工變形進行嚴格控制，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)。本文建立了改進的端銑剛性切削力模型以及實用的端銑加工多次走刀、多齒切削銑削加工切削力模型。對連續(xù)切削過程的離散采用以工件加工表面上被切削的點為基準的離散方法，對任意走刀軌跡推導(dǎo)出了求解基準點被切削時刀具空間狀態(tài)的理論方法，，并給出了直線段和圓弧走刀軌跡的具體計算公式。銑削加工變形有限元分析節(jié)點和工況數(shù)目龐大，而加工精度僅取決于加工表面節(jié)點的分析結(jié)果，切削力也只作用在加工表面節(jié)點上，因此本文采用超單元方法進行有限元分析，簡化了問題表達，提高了計算效率，減少了所需計算機存儲空間。 本文研究內(nèi)容定量分析了銑削加工表面粗糙度和端銑加工變形，對制造業(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)果可以驗證經(jīng)驗參數(shù)是否合理，減少試切次數(shù)，從而降低制造成本，縮短設(shè)計周期，具有潛在的應(yīng)用價值，將具有顯著的經(jīng)濟效益。
【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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類號】：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 研究內(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15-18
• 2.1.1 切削運動和加工表面15-16
• 2.1.2 刀具的基本組成16-17
• 2.1.3 金屬切削的變形過程17-18
• 2.2 切削力18-23
• 2.2.1 切削力的來源19
• 2.2.2 切削力的分解19-20
• 2.2.3 切削力的計算20-21
• 2.2.3.1 利用指數(shù)公式計算切削力20
• 2.2.3.2 利用單位切削力計算切削力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 實驗驗證35-36
• 3.3 球頭銑刀加工表面形貌仿真36-51
• 3.3.1 任意直線進給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 實驗驗證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 加工過程的離散56-60
• 4.1.4.1 任意走刀軌跡加工過程的離散56-58
• 4.1.4.2 直線走刀軌跡加工過程的離散58
• 4.1.4.3 圓弧走刀軌跡加工過程的離散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】

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 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[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 畢運波;銑削加工過程物理仿真及其在航空整體結(jié)構(gòu)件加工變形預(yù)測中的應(yīng)用研究[D];浙江大學(xué);2007年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 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;基于計算機仿真技術(shù)的銑削加工精度控制研究[D];武漢理工大學(xué);2006年

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

5 張福霞;微細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;微機床加工過程多參量測試方法與實驗研究[D];長春理工大學(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)過程的動力學(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：347462