銑削加工表面形貌及端銑加工變形仿真研究.pdf

1、該文密切結(jié)合先進制造技術(shù)的發(fā)展,在切削基本原理的基礎(chǔ)上,對銑削加工表面形貌和端銑加工變形仿真技術(shù)進行了研究,建立了實用的仿真算法和相應(yīng)計算機程序.機械加工的粗糙度與表面形貌有直接關(guān)系,因此研究加工表面形貌仿真對預(yù)測表面粗糙度和選取合理的加工參數(shù)具有重要意義.該文應(yīng)用微分幾何理論建立了任意輪廓銑刀切削刃刃線的參數(shù)方程,并在此基礎(chǔ)上利用空間坐標變換方法建立了任意輪廓銑刀切削刃上任意點與工件相對運動的軌跡方程.考慮主軸偏心,基于刀具切削刃上任

2、意點與工件相對運動的軌跡方程,構(gòu)造出可以求解銑削加工表面上任意一點形貌高度值的三維表面形貌仿真算法,該算法無需對刀齒進行微段離散,并且不依賴于工件網(wǎng)格劃分,具有良好的通用性.該文將以上算法成功應(yīng)用于螺旋立銑刀和球頭銑刀加工三維表面形貌的數(shù)值仿真,相應(yīng)的仿真算例表明本算法具有通用性好、運算速度快、結(jié)果準確度高的特點.另一方面,隨著制造技術(shù)的發(fā)展,對零件加工精度的要求越來越高,必須對加工變形進行嚴格控制,而加工變形仿真是合理選取加工參數(shù)、提

3、高加工精度的前提和基礎(chǔ).該文建立了改進的端銑剛性切削力模型以及實用的端銑加工多次走刀、多齒切削銑削加工切削力模型.對連續(xù)切削過程的離散采用以工件加工表面上被切削的點為基準的離散方法,對任意走刀軌跡推導(dǎo)出了求解基準點被切削時刀具空間狀態(tài)的理論方法,并給出了直線段和圓弧走刀軌跡的具體計算公式.銑削加工變形有限元分析節(jié)點和工況數(shù)目龐大,而加工精度僅取決于加工表面節(jié)點的分析結(jié)果,切削力也只作用在加工表面節(jié)點上,因此該文采用超單元方法進行有限元分