銑削表面形貌的多尺度表征與仿真技術.pdf

1、本文結合國家重點基礎研究發(fā)展計劃項目“復雜空氣分離類成套裝備超大型化與低能耗化的關鍵科學問題”課題“關鍵部件高強度大構件保質制造技術”（編號:2011 CB706505）和國家自然科學基金項目“基于功能-結構并行分解的公差設計理論與方法”(51275464)，開展了零件表面的多尺度建模、銑削過程的幾何與物理建模、銑削表面形貌的多尺度仿真、基于離散模態(tài)系數(shù)的銑削表面形貌表征等方面的研究。
　　第1章:綜述了零件表面形貌多尺度表征、加

2、工過程建模、銑削表面形貌仿真的研究現(xiàn)狀，分析了課題的研究背景和意義，給出了本課題的研究內(nèi)容和總體框架。
　　第2章:構建了零件表面多尺度誤差的表征數(shù)學模型;提出了基于改進離散模態(tài)分解法(IDMD)的誤差表面多尺度建模方法，即通過理想表面的多尺度網(wǎng)格劃分、單位化幅值場向量的生成、幾何誤差系數(shù)的生成、尺寸誤差系數(shù)的生成、不同尺度誤差的融合，實現(xiàn)零件誤差表面的多尺度建模，同時達到計算時間與精度的平衡。
　　第3章:不同公差原則下，

3、零件表面形貌的多尺度表征模型中各誤差系數(shù)將大為不同。針對上述問題，本章提出了各公差原則下零件表面模型幾何誤差與尺寸誤差系數(shù)的生成方法，實現(xiàn)了零件公差信息與幾何模型的統(tǒng)一。
　　第4章:通過研究考慮定位面幾何誤差影響條件下的定位誤差計算方法，分析機床幾何誤差、主軸誤差、工藝參數(shù)引起的誤差等多源誤差對零件精度的耦合機理，提出了多源誤差耦合作用下的刀具-零件接觸準則，構建了加工過程的幾何及物理模型;基于球頭銑刀的準靜態(tài)及動力學結構模型，

4、利用刀具的準靜態(tài)變形與動態(tài)位移響應修正零件加工過程幾何模型，實現(xiàn)對銑削表面形貌的多尺度仿真;最后，通過實驗驗證了本章所提出的方法。
　　第5章:通過仿真分析不同切削條件下的銑削表面形貌，揭示了不同切削參數(shù)對銑削表面粗糙度Ra的影響規(guī)律;提出了一種基于離散模態(tài)系數(shù)的銑削表面形貌的表征方法，該方法能夠反映刀具殘留輪廓的不規(guī)則程度，同時能夠更加直觀表征切削參數(shù)與零件表面形貌的關系。
　　第6章:基于MATLAB開發(fā)了球頭刀5軸銑削