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(dòng)力性能好等優(yōu)點(diǎn),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(diǎn),加工過(guò)程易發(fā)生顫振,降低加工質(zhì)量以及加工效率。因此,實(shí)現(xiàn)薄壁銑削穩(wěn)定性預(yù)測(cè)對(duì)有效抑制銑削顫振和實(shí)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(dòng)力學(xué)仿真、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的技術(shù)手段,開(kāi)展典型鍋合金薄壁件銑削穩(wěn)定性預(yù)測(cè)技術(shù)的研宄,主要工作體現(xiàn)在下述幾個(gè)方面:建立了平底立統(tǒng)刀銑削力模型。首先建立了同時(shí)考慮螺旋角效應(yīng)、刀具徑向跳動(dòng)和不等容屑角刀具等因素的浸沒(méi)角模型;繼而,提出了未變形切屑厚度計(jì)算方法及建立了針對(duì)薄壁件加工的銑削力預(yù)測(cè)模型;同時(shí)給出了考慮工件/刀具配對(duì)、跳動(dòng)等因素的銑削力系數(shù)識(shí)別方法;通過(guò)鐵削力信號(hào)仿真與加工測(cè)量值對(duì)比驗(yàn)證統(tǒng)削力模型可行性。考慮薄壁統(tǒng)削過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)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(dòng)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(dòng)力學(xué)模型與柔性刀具柔性工件銑削動(dòng)力學(xué)模型;給出了基于有限元分析與錘擊實(shí)驗(yàn)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(dòng)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(shí)域法;利用高階時(shí)域法對(duì)典型鍋合金薄壁件進(jìn)行穩(wěn)定性預(yù)測(cè),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。基于穩(wěn)定性葉瓣圖分析刀具幾何參數(shù)、浸沒(méi)比以及逆統(tǒng)/順銑切削方式對(duì)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(duì)薄壁件進(jìn)行銑削實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與穩(wěn)定性預(yù)測(cè)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(dòng)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-16
• 1.2.1 切削過(guò)程中振動(dòng)的分類(lèi)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?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)16-18
• 2 瞬時(shí)銑削力模型18-32
• 2.1 概述18-20
• 2.1.1 基于實(shí)驗(yàn)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(méi)角20-24
• 2.2.2 瞬時(shí)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(shí)別26-31
• 2.3.1 切削力系數(shù)識(shí)別模型27-28
• 2.3.2 切削力系數(shù)識(shí)別實(shí)驗(yàn)28-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 3 銑削動(dòng)力學(xué)模型32-46
• 3.1 動(dòng)力學(xué)模型32-39
• 3.1.1 剛性刀具柔性工件動(dòng)力學(xué)模型32-36
• 3.1.2 柔性刀具柔性工件動(dòng)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(shí)驗(yàn)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(bào)的高階時(shí)域法46-55
• 4.1 高階時(shí)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(duì)顫振穩(wěn)定性的影響51-53
• 4.3.2 浸沒(méi)比對(duì)顫振穩(wěn)定性的影響53-54
• 4.3.3 順銑/逆銑對(duì)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(yàn)證與結(jié)果分析55-63
• 5.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備55
• 5.2 實(shí)驗(yàn)參數(shù)選擇55-57
• 5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析57-62
• 5.3.1 實(shí)驗(yàn)1：穩(wěn)定性切削57-58
• 5.3.2 實(shí)驗(yàn)2：?jiǎn)文B(tài)振動(dòng)58-59
• 5.3.3 實(shí)驗(yàn)3：多模態(tài)振動(dòng)59-61
• 5.3.4 實(shí)驗(yàn)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(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 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(bào);2002年06期

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本文編號(hào)：547922