球頭銑刀因其適應性強的特點而廣泛應用于眼鏡鏡片、發(fā)動機葉片和汽車車身部件等曲面零件的加工中。然而,球頭銑刀的銑削力對于零件表面加工質量有重要的影響,是影響加工過程穩(wěn)定性和加工效率的決定性因素。因此,對球頭銑刀銑削力進行建模具有十分重要的意義。依靠現(xiàn)代計算機強大的計算能力,快捷地實現(xiàn)球頭銑刀銑削力的預測,通過模型分析不同的刀具參數(shù)和工藝參數(shù)對銑削力的影響規(guī)律,以更小的銑削力沖擊、更長的刀具壽命、更穩(wěn)定的加工過程和更小的切削力為目標對加工參數(shù)和刀具參數(shù)進行優(yōu)化,對于制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級和優(yōu)化有著重要的指導意義。本文以秦川機床廠銑削過程中球頭銑刀銑削力的分析和研究為背景,圍繞球頭銑刀銑削力的建模與仿真展開研究,首先圍繞銑削過程中的刀具參數(shù)、進給速度、刀軸偏心和刀軸傾角等因素進行分析,通過建立基準坐標系和運用齊次坐標矩陣變換原理完成了刀齒切削點的運動學建模,獲得了任意時刻任意刀齒上的任意點在工件坐標系中的坐標。然后提出了基于邏輯數(shù)組的刀-工接觸區(qū)域識別方法和瞬時未變形切屑厚度計算方法,并在此基礎上結合微元法和Z-MAP法完成了球頭銑刀銑削力建模與仿真。為了驗證銑削力模型的預測能力,設計了切削試驗對... 

【文章來源】：西安理工大學陜西省

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究課題的提出及其意義
    1.2 銑削力建模與仿真的研究方法
    1.3 半解析法預測銑削力的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 微元切削力模型
        1.3.2 切削力系數(shù)求解
        1.3.3 刀-工接觸區(qū)域判別
        1.3.4 瞬時未變形切屑厚度求解
    1.4 本文的研究內容和章節(jié)安排
2 球頭銑刀刀刃運動軌跡建模
    2.1 工件和刀具坐標系定義
    2.2 球頭銑刀刀刃運動軌跡數(shù)學建模
    2.3 本章小結
3 球頭銑刀銑削力的建模與仿真
    3.1 微元銑削力模型
    3.2 瞬時銑削力
    3.3 刀齒、時間和網(wǎng)格離散
    3.4 刀-工接觸區(qū)域判別
    3.5 瞬時未變形切屑厚度求解
        3.5.1 與毛坯面求未變形切屑厚度
        3.5.2 與刀齒掃掠面求未變形切屑厚度
    3.6 切削力系數(shù)求解
    3.7 本章小結
4 銑削力預測模型的試驗驗證
    4.1 試驗設備與說明
    4.2 工藝參數(shù)設計
        4.2.1 銑削力系數(shù)辨識試驗設計
        4.2.2 銑削力預測模型驗證實驗設計
    4.3 銑削力預測模型仿真與試驗結果的對比分析
    4.4 本章小結
5 相關參數(shù)對于銑削力影響的仿真分析
    5.1 銑削力影響因素分析
    5.2 銑刀幾何參數(shù)對銑削力的影響
        5.2.1 銑刀半徑對銑削力的影響
        5.2.2 銑刀螺旋角對銑削力的影響
    5.3 加工參數(shù)對銑削力的影響
        5.3.1 背吃刀量對銑削力的影響
        5.3.2 每齒進給量對銑削力的影響
        5.3.3 行距對銑削力的影響
    5.4 本章小結
6 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間主要研究成果



本文編號：3190362