五軸側(cè)銑動(dòng)態(tài)銑削力建模及直紋面銑削參數(shù)優(yōu)化研究.pdf

1、銑削力可以分析加工過(guò)程是否穩(wěn)定，是預(yù)防加工顫振的重要參數(shù)。在五軸精銑直紋面葉輪過(guò)程中，由于葉片之間的流道狹小，所以通常使用加長(zhǎng)刀柄的銑刀避免發(fā)生干涉，這會(huì)使刀具的剛度有所下降。然而，在進(jìn)行銑削力的仿真過(guò)程中刀具的動(dòng)態(tài)特性卻往往被忽略，導(dǎo)致銑削力計(jì)算不準(zhǔn)確，進(jìn)而影響銑削穩(wěn)定性的判斷。所以對(duì)銑削過(guò)程動(dòng)態(tài)特性及相關(guān)優(yōu)化方法進(jìn)行研究很有意義。
　　首先，建立了銑削力系數(shù)及刃口力系數(shù)模型。通過(guò)正交試驗(yàn)，測(cè)得X、Y和Z三個(gè)方向的瞬時(shí)銑削力。再

2、利用測(cè)得的瞬時(shí)銑削力計(jì)算出X、Y和Z方向上的平均銑削力，使用平均銑削力反求出系數(shù)模型中各未知系數(shù)，將求出的各系數(shù)帶回到系數(shù)模型進(jìn)而得到銑削力系數(shù)及刃口力系數(shù)。
　　其次，建立了考慮刀具動(dòng)態(tài)位移響應(yīng)的五軸側(cè)銑瞬時(shí)銑削力模型。在考慮了刀具動(dòng)態(tài)響應(yīng)的情況下，對(duì)銑削過(guò)程中的瞬時(shí)未變形切屑厚度模型進(jìn)行了研究，利用完善后的動(dòng)態(tài)切屑厚度模型，結(jié)合球頭銑刀銑削力建模，求得精銑直紋面過(guò)程中的動(dòng)態(tài)銑削力。最后使用Matlab軟件對(duì)球頭銑刀動(dòng)態(tài)位移以及

3、動(dòng)態(tài)銑削力進(jìn)行仿真，并分析了仿真結(jié)果。
　　再次，對(duì)側(cè)銑過(guò)程中柔性刀具的變形進(jìn)行了研究。選取直紋面加工過(guò)程中的一條加工路徑，并根據(jù)之前動(dòng)態(tài)銑削力的計(jì)算方法，計(jì)算出各分析時(shí)刻的X、Y方向的動(dòng)態(tài)銑削力。在ANSYS軟件中將三個(gè)方向的銑削力以均布載荷的方式加載到球頭圓柱銑刀的有限元模型上，通過(guò)后處理對(duì)球頭銑刀側(cè)銑直紋面過(guò)程中的變形進(jìn)行了分析。
　　最后，以刀具的動(dòng)態(tài)位移為目標(biāo)對(duì)葉片側(cè)銑過(guò)程中的銑削參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。使用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與