薄壁框類工件高速銑削穩(wěn)定域分析及銑削工藝參數(shù)優(yōu)化.pdf

1、在銑削薄壁框類零件的過程中刀具和工件之間易產(chǎn)生顫振，嚴(yán)重降低表面加工質(zhì)量與切削效率。已有的薄壁件高速銑削穩(wěn)定域及銑削工藝參數(shù)優(yōu)化的研究，忽略刀具螺旋角和工件模態(tài)時變性對穩(wěn)定域的影響，導(dǎo)致使用優(yōu)化后的銑削參數(shù)進(jìn)行加工依然發(fā)生顫振或無法實(shí)現(xiàn)材料去除率最大化的目標(biāo)。本文建立了包含螺旋角參數(shù)的薄壁框類零件高速銑削穩(wěn)定域預(yù)測模型，并在考慮工件模態(tài)參數(shù)變化的基礎(chǔ)上完成了銑削參數(shù)優(yōu)化的工作。
　　針對忽略圓柱銑刀螺旋角導(dǎo)致穩(wěn)定域預(yù)測不準(zhǔn)確的問題

2、，建立了考慮刀具螺旋角對刀具-工件接觸狀態(tài)影響的薄壁件高速銑削動力學(xué)模型。為解析所建立的動力學(xué)模型以獲得穩(wěn)定域，本文基于平均銑削力模型采用回歸分析的方法計(jì)算銑削力系數(shù)，并通過模態(tài)實(shí)驗(yàn)得到工件模態(tài)參數(shù)。
　　為研究系統(tǒng)參數(shù)的變化對穩(wěn)定域的影響的規(guī)律，采用控制變量法研究徑向銑削深度、工件固有頻率、模態(tài)質(zhì)量、阻尼比和前兩階模態(tài)等參數(shù)變化時lobe圖的變動趨勢。結(jié)果表明：徑向銑削深度、工件固有頻率、模態(tài)質(zhì)量和阻尼比的變化均會導(dǎo)致顫振穩(wěn)定域

3、的偏移，由一、二階模態(tài)參數(shù)計(jì)算得到的穩(wěn)定域之間有部分區(qū)域重疊。由此得出：系統(tǒng)參數(shù)的變化對穩(wěn)定域的影響不可忽略。
　　而銑削過程中工件模態(tài)參數(shù)隨材料的去除不斷變化。為得到不同加工階段的銑削穩(wěn)定域，以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合Ansys軟件分析了以不同壁厚為標(biāo)準(zhǔn)劃分的各個加工階段下的工件的模態(tài)參數(shù)，并獲得了各階段的穩(wěn)定域。
　　最終將材料去除率作為優(yōu)化目標(biāo)，以穩(wěn)定域和機(jī)床許用切削功率、切削扭矩、主軸轉(zhuǎn)速和避免共振帶轉(zhuǎn)速為約束條件進(jìn)行切