本文關(guān)鍵詞：五軸側(cè)銑動(dòng)態(tài)銑削力建模及直紋面銑削參數(shù)優(yōu)化研究

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【摘要】：銑削力可以分析加工過(guò)程是否穩(wěn)定,是預(yù)防加工顫振的重要參數(shù)。在五軸精銑直紋面葉輪過(guò)程中,由于葉片之間的流道狹小,所以通常使用加長(zhǎng)刀柄的銑刀避免發(fā)生干涉,這會(huì)使刀具的剛度有所下降。然而,在進(jìn)行銑削力的仿真過(guò)程中刀具的動(dòng)態(tài)特性卻往往被忽略,導(dǎo)致銑削力計(jì)算不準(zhǔn)確,進(jìn)而影響銑削穩(wěn)定性的判斷。所以對(duì)銑削過(guò)程動(dòng)態(tài)特性及相關(guān)優(yōu)化方法進(jìn)行研究很有意義。首先,建立了銑削力系數(shù)及刃口力系數(shù)模型。通過(guò)正交試驗(yàn),測(cè)得X、Y和Z三個(gè)方向的瞬時(shí)銑削力。再利用測(cè)得的瞬時(shí)銑削力計(jì)算出X、Y和Z方向上的平均銑削力,使用平均銑削力反求出系數(shù)模型中各未知系數(shù),將求出的各系數(shù)帶回到系數(shù)模型進(jìn)而得到銑削力系數(shù)及刃口力系數(shù)。其次,建立了考慮刀具動(dòng)態(tài)位移響應(yīng)的五軸側(cè)銑瞬時(shí)銑削力模型。在考慮了刀具動(dòng)態(tài)響應(yīng)的情況下,對(duì)銑削過(guò)程中的瞬時(shí)未變形切屑厚度模型進(jìn)行了研究,利用完善后的動(dòng)態(tài)切屑厚度模型,結(jié)合球頭銑刀銑削力建模,求得精銑直紋面過(guò)程中的動(dòng)態(tài)銑削力。最后使用Matlab軟件對(duì)球頭銑刀動(dòng)態(tài)位移以及動(dòng)態(tài)銑削力進(jìn)行仿真,并分析了仿真結(jié)果。再次,對(duì)側(cè)銑過(guò)程中柔性刀具的變形進(jìn)行了研究。選取直紋面加工過(guò)程中的一條加工路徑,并根據(jù)之前動(dòng)態(tài)銑削力的計(jì)算方法,計(jì)算出各分析時(shí)刻的X、Y方向的動(dòng)態(tài)銑削力。在ANSYS軟件中將三個(gè)方向的銑削力以均布載荷的方式加載到球頭圓柱銑刀的有限元模型上,通過(guò)后處理對(duì)球頭銑刀側(cè)銑直紋面過(guò)程中的變形進(jìn)行了分析。最后,以刀具的動(dòng)態(tài)位移為目標(biāo)對(duì)葉片側(cè)銑過(guò)程中的銑削參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。使用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與粒子群算法結(jié)合的方法對(duì)直紋面?zhèn)茹娺^(guò)程中影響動(dòng)態(tài)位移的參數(shù)進(jìn)行訓(xùn)練和優(yōu)化,并利用優(yōu)化后的參數(shù)進(jìn)行了加工實(shí)驗(yàn),表面粗糙度測(cè)試實(shí)驗(yàn)表明,得到的葉片表面質(zhì)量有所提高,證明優(yōu)化方法的可行性。
【關(guān)鍵詞】：動(dòng)態(tài)銑削力 參數(shù)優(yōu)化 直紋面 五軸側(cè)銑 動(dòng)態(tài)位移
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG54
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 課題來(lái)源10
• 1.2 課題研究的目的及意義10-13
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析13-18
• 1.3.1 切屑厚度建模研究現(xiàn)狀及分析14-15
• 1.3.2 球頭銑刀銑削力建模研究現(xiàn)狀及分析15-16
• 1.3.3 銑削系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特征的研究現(xiàn)狀16-18
• 1.4 本文研究?jī)?nèi)容18-19
• 第2章 銑削力系數(shù)的建模及計(jì)算19-28
• 2.1 系數(shù)模型的建立19-20
• 2.2 銑削力系數(shù)的計(jì)算20-24
• 2.3 實(shí)驗(yàn)求解銑削力系數(shù)24-27
• 2.3.1 實(shí)驗(yàn)方案24-26
• 2.3.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果26-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第3章 五軸側(cè)銑動(dòng)態(tài)銑削力的計(jì)算及仿真28-45
• 3.1 五軸側(cè)銑瞬態(tài)銑削力計(jì)算28-33
• 3.1.1 瞬時(shí)未變形切屑厚度計(jì)算28-31
• 3.1.2 瞬時(shí)銑削力的建模及計(jì)算31-33
• 3.2 柔性刀具系統(tǒng)動(dòng)態(tài)位移響應(yīng)的求解及仿真33-39
• 3.2.1 刀具動(dòng)態(tài)位移響應(yīng)的求解33-35
• 3.2.2 柔性刀具動(dòng)態(tài)位移響應(yīng)仿真及分析35-39
• 3.3 直紋面葉片動(dòng)態(tài)銑削力的求解和仿真39-44
• 3.3.1 動(dòng)態(tài)切屑厚度的求解39-40
• 3.3.2 動(dòng)態(tài)銑削力仿真及分析40-44
• 3.4 本章小結(jié)44-45
• 第4章 柔性刀具側(cè)銑加工變形分析45-51
• 4.1 有限元基本原理45-46
• 4.2 刀具變形分析46-50
• 4.2.1 模型導(dǎo)入及材料設(shè)定46-47
• 4.2.2 網(wǎng)格劃分47
• 4.2.3 求解過(guò)程47-49
• 4.2.4 后處理49-50
• 4.3 本章小結(jié)50-51
• 第5章 基于銑削系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的銑削參數(shù)優(yōu)化51-62
• 5.1 銑削參數(shù)智能優(yōu)化方法51
• 5.2 仿真試驗(yàn)的設(shè)計(jì)51-53
• 5.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型53-56
• 5.4 粒子群算法對(duì)銑削參數(shù)的優(yōu)化56-58
• 5.5 優(yōu)化系統(tǒng)的開發(fā)及優(yōu)化結(jié)果58-61
• 5.6 本章小結(jié)61-62
• 結(jié)論62-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及專利68-69
• 致謝69

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1 陳勇,劉雄偉;在Matlab/Simulink環(huán)境下的動(dòng)態(tài)銑削力仿真[J];華僑大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2003年02期

2 石莉;賈春德;孫玉龍;;應(yīng)用小波研究動(dòng)態(tài)銑削力及預(yù)報(bào)銑削顫振[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2006年10期

3 蒲金鵬;莊海軍;;基于曲率的圓周銑削銑削力建模[J];機(jī)械工程與自動(dòng)化;2009年04期

4 劉暢;王焱;;鈦合金動(dòng)態(tài)銑削力預(yù)測(cè)及其影響因素分析[J];航空制造技術(shù);2010年22期

5 孫燕華;張臣;方記文;郭松;周來(lái)水;;不銹鋼0Cr18Ni9銑削力建模與實(shí)驗(yàn)研究[J];機(jī)床與液壓;2010年19期

6 王保升;左健民;汪木蘭;;瞬時(shí)銑削力建模與銑削力系數(shù)的粒子群法辨識(shí)[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2012年03期

7 劉璨;吳敬權(quán);李廣慧;譚光宇;;基于單刃銑削力峰值的銑刀偏心辨識(shí)[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2013年01期

8 李斌;劉曉龍;劉紅奇;毛新勇;;基于驅(qū)動(dòng)電流的動(dòng)態(tài)銑削力估計(jì)方法[J];華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年06期

9 陳章燕;銑削力的計(jì)算[J];機(jī)床;1979年05期

10 周慶國(guó);銑削力合理計(jì)算的分析與探討[J];機(jī)械;1997年03期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 李初曄;王海濤;王增新;;銑削力的理論計(jì)算與軟件仿真[A];全國(guó)先進(jìn)制造技術(shù)高層論壇暨第十屆制造業(yè)自動(dòng)化與信息化技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2011年

2 張悅琴;肖海波;;銑削力測(cè)試及試驗(yàn)設(shè)計(jì)[A];2003年11省區(qū)市機(jī)械工程學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2003年

3 秦曉杰;李亮;何寧;單以才;;螺旋銑孔銑削力研究[A];2010年“航空航天先進(jìn)制造技術(shù)”學(xué)術(shù)交流論文集[C];2010年

4 鄭金興;張銘鈞;孟慶鑫;;面向數(shù)控加工物理仿真的銑削力建模與仿真[A];先進(jìn)制造技術(shù)論壇暨第五屆制造業(yè)自動(dòng)化與信息化技術(shù)交流會(huì)論文集[C];2006年

5 楊斌;徐九華;傅玉燦;耿國(guó)勝;蘇林林;;高速銑削鈷基高溫合金的銑削力研究[A];2010年“航空航天先進(jìn)制造技術(shù)”學(xué)術(shù)交流論文集[C];2010年

6 羅五四;王林;夏志剛;毛履國(guó);張漢就;;基于Win98的銑削力數(shù)據(jù)處理軟件的設(shè)計(jì)[A];面向21世紀(jì)的生產(chǎn)工程——2001年“面向21世紀(jì)的生產(chǎn)工程”學(xué)術(shù)會(huì)議暨企業(yè)生產(chǎn)工程與產(chǎn)品創(chuàng)新專題研討會(huì)論文集[C];2001年

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1 李科選;微銑削加工銑削力建模及刀具磨損規(guī)律研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2016年

2 王保升;瞬時(shí)銑削力模型參數(shù)辨識(shí)及其試驗(yàn)研究[D];江蘇大學(xué);2011年

3 戚厚軍;低剛度擺線輪緣高速銑削變形與銑削力建模方法[D];天津大學(xué);2009年

4 曹清園;基于銑削力建模的復(fù)雜曲面加工誤差補(bǔ)償研究[D];山東大學(xué);2011年

5 李成鋒;介觀尺度銑削力與表面形貌建模及工藝優(yōu)化研究[D];上海交通大學(xué);2008年

6 蔣永翔;復(fù)雜制造系統(tǒng)加工穩(wěn)定性在線監(jiān)測(cè)及尋優(yōu)控制關(guān)鍵技術(shù)研究[D];天津大學(xué);2010年

7 魏兆成;球頭銑刀曲面加工的銑削力與讓刀誤差預(yù)報(bào)[D];大連理工大學(xué);2011年

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2 劉曉龍;基于驅(qū)動(dòng)電流的銑削力高精度實(shí)時(shí)估計(jì)方法研究[D];華中科技大學(xué);2013年

3 馮薇薇;激光輔助微銑削中銑削力及其與刀尖圓弧半徑的關(guān)系研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

4 李斌宇;銑削力與殘余應(yīng)力耦合作用下的壁板加工變形技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

5 康學(xué)洋;Cr13不銹鋼插銑加工過(guò)程顫振穩(wěn)定性研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2016年

6 張芮;基于銑削力控制的曲面加工軌跡規(guī)劃方法研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2016年

7 吳迪;淬硬鋼模具銑削拐角銑削力預(yù)測(cè)研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2016年

8 朱浩杰;碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料多向?qū)雍习邈娤髁︻A(yù)測(cè)[D];大連理工大學(xué);2016年

9 高毅;三維曲面五軸寬行加工銑削力預(yù)報(bào)[D];大連理工大學(xué);2016年

10 葛杰;基于難加工材料特性的高速銑削力預(yù)測(cè)模型[D];大連理工大學(xué);2016年

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本文編號(hào)：979130