銑削力建模及可轉(zhuǎn)位銑刀動(dòng)態(tài)特性研究.pdf

1、現(xiàn)代高檔數(shù)控機(jī)床的使用,對(duì)刀具的精度、切削性能和工作可靠性等提出了更高的要求。銑削是數(shù)控加工中非常普遍的加工方式,本文結(jié)合刀具數(shù)字化設(shè)計(jì)的需要,以某型號(hào)方肩臺(tái)階銑刀作為研究對(duì)象,運(yùn)用有限元軟件進(jìn)行銑削過(guò)程仿真和刀柄/銑刀聯(lián)接結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)仿真。
　　論文首先介紹了銑削加工的特點(diǎn),在銑削力建模方面對(duì)前人的研究進(jìn)行了歸納總結(jié),并選擇瞬時(shí)剛性力模型作為本文的建模方法,基于Matlab數(shù)值計(jì)算軟件設(shè)計(jì)了仿真的算法流程。與有限元的銑削仿真相比

2、,該方法在計(jì)算精度接近的情況下,極大的縮短了計(jì)算時(shí)間。
　　為了使銑削力系數(shù)的標(biāo)定更具有通用性,論文介紹了直接法和間接法兩種標(biāo)定方法。從直角切削和斜角切削的機(jī)理出發(fā),對(duì)切削力與刀具幾何模型、切削用量之間的關(guān)系進(jìn)行了深入的探討,驗(yàn)證了Armarego提出的經(jīng)典模型。基于Advantedge的仿真數(shù)據(jù),用兩種方法進(jìn)行了銑削力系數(shù)的標(biāo)定。其中間接法標(biāo)定的銑削力系數(shù)可以轉(zhuǎn)換到任意的刃傾角,具有非常顯著的普遍性。
　　最后將仿真得到的

3、銑削力用于刀具結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)分析,主要采用有限元方法。首先有限元和試驗(yàn)方法進(jìn)行模態(tài)分析,建立了進(jìn)一步仿真需要的模型;然后采用銑削力數(shù)據(jù)建立動(dòng)載荷,按照實(shí)際加工中的受力情況將其加載到銑刀上,進(jìn)行了多種參數(shù)下的瞬態(tài)響應(yīng)分析,得到結(jié)構(gòu)全部節(jié)點(diǎn)的響應(yīng)位移。實(shí)際加工過(guò)程刀具的振動(dòng)很難測(cè)量和監(jiān)控,學(xué)術(shù)研究中也多采用昂貴的激光位移傳感器測(cè)量,有限元仿真是一種非常有意義的探討。
　　本文屬于刀具數(shù)字化設(shè)計(jì)和切削動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)性研究,所建立的銑削力模型