環(huán)形刀銑削加工穩(wěn)定性建模與分析.pdf

1、飛機(jī)起落架尺寸大，結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜，尺寸及位置精度要求高，再生顫振已成為限制加工精度和加工效率的主要因素之一。起落架加工工況復(fù)雜，采用環(huán)形刀加工起落架偏心型腔時(shí)，對(duì)型腔沒有輔助支撐，距離起落架回轉(zhuǎn)中心較近位置處動(dòng)態(tài)特性較好，而距離起落架回轉(zhuǎn)中心較遠(yuǎn)位置處動(dòng)態(tài)特性較差，因此需要針對(duì)不同工況建立相應(yīng)的穩(wěn)定性模型。當(dāng)加工起落架窄槽、拐角等特征時(shí)，一般采用擺線銑削加工，刀具懸伸較長(zhǎng)，加工系統(tǒng)容易發(fā)生顫振，需要建立擺線加工穩(wěn)定性模型。通過建立起落架型

2、腔不同加工工況的穩(wěn)定性模型，進(jìn)行穩(wěn)定性預(yù)測(cè)，可以為起落架加工參數(shù)優(yōu)化提供理論指導(dǎo)。
　　起落架偏心型腔距離回轉(zhuǎn)中心較遠(yuǎn)時(shí)，動(dòng)態(tài)特性較差，針對(duì)該工況提出了三自由度動(dòng)力學(xué)方程。分析環(huán)形刀的幾何結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，推導(dǎo)了基于向量法的動(dòng)態(tài)切厚計(jì)算公式，給出了基于數(shù)值方法的刀刃微元切觸區(qū)域的判定方法，建立了環(huán)形刀銑削加工過程中的動(dòng)態(tài)切削力公式，最終建立了環(huán)形刀銑削加工三自由度穩(wěn)定性模型。采用全離散法推導(dǎo)求解了三自由度加工穩(wěn)定性方程。針對(duì)起落架偏心型腔

3、不同工況，在機(jī)床上采用環(huán)形刀切削加工凸臺(tái)工件和薄板工件，驗(yàn)證和對(duì)比了二自由度和三自由度穩(wěn)定性預(yù)測(cè)結(jié)果。
　　隨著加工位置和加工階段的變化，薄板的動(dòng)態(tài)特性也不斷變化。在機(jī)床上采用模態(tài)錘擊方法測(cè)試其不同加工位置和不同加工階段的頻響函數(shù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)總結(jié)變化規(guī)律，計(jì)算基于不同加工位置和加工階段的薄板三維穩(wěn)定性lobe圖，在實(shí)際切削實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證了三維穩(wěn)定性lobe圖的正確性。
　　針對(duì)窄槽、拐角等擺線加工工藝建立了基于徑向切深的螺旋立

4、銑刀擺線加工穩(wěn)定性模型。推導(dǎo)了基于向量法的徑向切深計(jì)算方法，給出了基于徑向切深的切入切出角的推導(dǎo)公式，基于振動(dòng)學(xué)理論建立了基于徑向切深的螺旋立銑刀擺線銑削加工穩(wěn)定性模型。在機(jī)床上進(jìn)行切削實(shí)驗(yàn)對(duì)擺線加工穩(wěn)定性模型進(jìn)行了驗(yàn)證，基于徑向切深與加工步長(zhǎng)的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系給出了基于擺線加工穩(wěn)定性模型的步長(zhǎng)優(yōu)化方法。
　　本文根據(jù)起落架型腔加工不同工況建立了二自由度穩(wěn)定性、三自由度穩(wěn)定性和擺線加工穩(wěn)定性模型，為起落架型腔銑削加工參數(shù)的優(yōu)選提供了理