高速銑削加工及振動(dòng)對(duì)鋁合金邊梁變形影響的研究.pdf

1、鋁合金邊梁是位于動(dòng)車(chē)車(chē)體底架左右兩側(cè)的縱向梁，起到支撐車(chē)體的載荷以及連接底架與側(cè)墻的作用，是保證鐵路列車(chē)運(yùn)行安全的關(guān)鍵部件之一。由于該工件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，剛性差，并且不易裝夾和加工，因此在高速銑削過(guò)程中，鋁合金邊梁易出現(xiàn)振動(dòng)，變形及裂紋等現(xiàn)象，導(dǎo)致邊梁的合格率較低，造成經(jīng)濟(jì)損失。
　　本文以鋁合金邊梁為研究對(duì)象，在高速加工過(guò)程中，針對(duì)由高速銑削加工及其振動(dòng)而引起的變形問(wèn)題展開(kāi)研究，主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　首先，通過(guò)對(duì)比三種經(jīng)典的銑

2、削力模型，建立了適合鋁合金邊梁的銑削力經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?。設(shè)計(jì)完成了16組銑削參數(shù)的正交試驗(yàn)，在VMC850L型號(hào)的加工中心上利用YDX-Ⅲ9702三向壓電式銑削測(cè)量?jī)x采集銑削力，通過(guò)EXCEL對(duì)銑削力數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，得出鋁合金邊梁的銑削力經(jīng)驗(yàn)公式，并對(duì)模型的預(yù)測(cè)值和測(cè)量值進(jìn)行有效性的驗(yàn)證，其平均誤差在6％以下，因此該模型的可靠性較高，并為有限元邊界條件的加載和銑削參數(shù)的優(yōu)化提供了理論支持。
　　其次，鋁合金邊梁的模態(tài)和諧響應(yīng)分析。利用U

3、G對(duì)鋁合金邊梁建模，再借助ANSYS進(jìn)行模態(tài)分析得到了20階的固有頻率和振型，最大的是239.31Hz，最小的是75.508Hz，在第14階218.18Hz時(shí)變形最大為0.667mm，以模態(tài)分析結(jié)果為基礎(chǔ)，加載不同的銑削力進(jìn)行諧響應(yīng)分析，在180Hz，240Hz時(shí)發(fā)生共振，同時(shí)共振處的頻率與銑削力的大小無(wú)關(guān)，但是銑削力越大，振幅（變形）就越大，此結(jié)果對(duì)銑削參數(shù)的選擇提供了參考。
　　最后，通過(guò)銑削力的試驗(yàn)得出銑削參數(shù)對(duì)銑削力的影響

4、以及銑削力對(duì)變形的影響，然后對(duì)工件所在的系統(tǒng)利用錘擊法進(jìn)行試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析，得到第一階的固有頻率為68.5Hz，與第三章的模擬對(duì)比，其誤差為10.23％，再通過(guò)銑削振動(dòng)試驗(yàn)，得出銑削參數(shù)對(duì)振動(dòng)的影響，進(jìn)而得到銑削振動(dòng)對(duì)工件變形的影響，通過(guò)以上試驗(yàn)和研究得到在主軸速度N=6000～6500r/min，每齒進(jìn)給量fz=0.05mm/z～0.1mm/z，軸向切深ap=6mm～10mm時(shí)工件的變形最小，綜合實(shí)際情況，選取兩組參數(shù)并利用試驗(yàn)和ANSY