薄壁框類工件高速銑削穩(wěn)定域分析及銑削工藝參數優(yōu)化.pdf

1、在銑削薄壁框類零件的過程中刀具和工件之間易產生顫振，嚴重降低表面加工質量與切削效率。已有的薄壁件高速銑削穩(wěn)定域及銑削工藝參數優(yōu)化的研究，忽略刀具螺旋角和工件模態(tài)時變性對穩(wěn)定域的影響，導致使用優(yōu)化后的銑削參數進行加工依然發(fā)生顫振或無法實現材料去除率最大化的目標。本文建立了包含螺旋角參數的薄壁框類零件高速銑削穩(wěn)定域預測模型，并在考慮工件模態(tài)參數變化的基礎上完成了銑削參數優(yōu)化的工作。
　　針對忽略圓柱銑刀螺旋角導致穩(wěn)定域預測不準確的問題

2、，建立了考慮刀具螺旋角對刀具-工件接觸狀態(tài)影響的薄壁件高速銑削動力學模型。為解析所建立的動力學模型以獲得穩(wěn)定域，本文基于平均銑削力模型采用回歸分析的方法計算銑削力系數，并通過模態(tài)實驗得到工件模態(tài)參數。
　　為研究系統參數的變化對穩(wěn)定域的影響的規(guī)律，采用控制變量法研究徑向銑削深度、工件固有頻率、模態(tài)質量、阻尼比和前兩階模態(tài)等參數變化時lobe圖的變動趨勢。結果表明：徑向銑削深度、工件固有頻率、模態(tài)質量和阻尼比的變化均會導致顫振穩(wěn)定域

3、的偏移，由一、二階模態(tài)參數計算得到的穩(wěn)定域之間有部分區(qū)域重疊。由此得出：系統參數的變化對穩(wěn)定域的影響不可忽略。
　　而銑削過程中工件模態(tài)參數隨材料的去除不斷變化。為得到不同加工階段的銑削穩(wěn)定域，以實驗數據為基礎，結合Ansys軟件分析了以不同壁厚為標準劃分的各個加工階段下的工件的模態(tài)參數，并獲得了各階段的穩(wěn)定域。
　　最終將材料去除率作為優(yōu)化目標，以穩(wěn)定域和機床許用切削功率、切削扭矩、主軸轉速和避免共振帶轉速為約束條件進行切