螺旋銑孔加工過程和表面形貌仿真研究.pdf

1、天津大學(xué)碩士學(xué)位論文螺旋螺旋銑孔銑孔加工加工過程和表面形貌過程和表面形貌仿真研究仿真研究SimulationResearchofHelicalMillingProcessSurfaceMphology學(xué)科專業(yè)：機(jī)械工程研究生：劉云鵬指導(dǎo)教師：田延嶺教授企業(yè)教師：劉志新研究員天津大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院2016年12月I摘要摘要與傳統(tǒng)制孔方法相比，螺旋銑孔技術(shù)在制孔精度方面表現(xiàn)出了很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊。對(duì)螺旋銑孔過程的深入研究

2、，有利于加深對(duì)該制孔工藝的理解。目前關(guān)于螺旋銑孔過程中刀具切削刃切削工件材料過程方面的研究較少，在螺旋銑孔加工表面幾何形貌方面鮮有人涉及。本文采用數(shù)值建模和仿真研究的方法對(duì)螺旋銑孔工藝加工過程開展基礎(chǔ)性研究，主要工作如下：（1）在研究螺旋銑孔運(yùn)動(dòng)學(xué)原理的基礎(chǔ)上對(duì)加工過程進(jìn)行了適當(dāng)簡(jiǎn)化，然后在SolidWks軟件中模擬了螺旋銑孔加工過程，得到了切削過程中工件未切除材料的三維形貌。對(duì)不同加工參數(shù)下工件未切除材料三維形貌進(jìn)行了對(duì)比分析，總結(jié)了

3、加工表面可能出現(xiàn)的三維形貌類型。在研究未切削材料三維形貌形成原理基礎(chǔ)上，建立了螺旋銑孔專用刀具不同切削刃切削深度理論模型，探討了不同加工參數(shù)下切削深度在不同切削位置上的變化規(guī)律。（2）基于切削深度理論模型，建立了螺旋銑專用刀具不同切削刃公轉(zhuǎn)一周切削材料體積計(jì)算模型，研究了不同加工參數(shù)對(duì)切削刃切削材料體積的影響規(guī)律。推導(dǎo)了不同切削刃切削材料體積占總切削材料百分比的計(jì)算公式，研究了不同切削刃切削材料體積占比隨加工參數(shù)的變化規(guī)律。推導(dǎo)了螺旋銑

4、專用刀具底刃和側(cè)刃切削材料體積的比值（鉆銑比），研究了不同加工參數(shù)對(duì)鉆銑比的影響。（3）推導(dǎo)了理想情況、刀具偏心、主軸偏心和刀具傾斜等不同條件下刀具切削微元的運(yùn)動(dòng)軌跡方程。針對(duì)螺旋銑孔加工表面特殊性，采用改進(jìn)的Zmap模型建立了已加工孔表面形貌仿真模型，并以刀具偏心情況為例，研究了刀具偏心值、自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速、自轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)比對(duì)加工表面形貌的影響規(guī)律。（4）在螺旋銑孔表面形貌仿真模型的基礎(chǔ)上，提出了利用表面形貌仿真結(jié)果獲取加工表面粗糙度的計(jì)算方法，研