復(fù)雜曲面慢刀伺服車(chē)削數(shù)值模擬及工藝試驗(yàn)研究.pdf

1、慢刀伺服技術(shù)(Slow tool servo，STS)是一種新型的精密車(chē)削加工技術(shù)，主要應(yīng)用于各種復(fù)雜曲面的車(chē)削加工，具有較高的加工精度和效率。歐美國(guó)家對(duì)該技術(shù)進(jìn)行了大量的研究，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)應(yīng)用。而國(guó)內(nèi)（特別是大陸）相關(guān)的研究工作相對(duì)較晚，尚未形成加工能力。本文基于自主研發(fā)的慢刀伺服裝置，對(duì)復(fù)雜曲面慢刀伺服車(chē)削數(shù)值模擬和加工工藝開(kāi)展了相關(guān)研究。
　　首先，介紹了慢刀伺服技術(shù)的基本理論及研究現(xiàn)狀。針對(duì)其多用于復(fù)雜曲面加工的特點(diǎn)，對(duì)

2、DEFORM-3D軟件進(jìn)行了二次開(kāi)發(fā)?；贚agrange分段線性插值理論，采用Fortran語(yǔ)言編寫(xiě)運(yùn)動(dòng)控制子程序，通過(guò)讀取不同曲面的離散刀位點(diǎn)坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)復(fù)雜曲面慢刀伺服車(chē)削過(guò)程的有限元模擬仿真。
　　其次，采用二次開(kāi)發(fā)的軟件，建立了表面粗糙度預(yù)測(cè)模型。選用Johnson-Cook(JC)材料本構(gòu)方程、庫(kù)倫(Coulomb)摩擦力模型以及自適應(yīng)網(wǎng)格劃分等準(zhǔn)則建立了有限元仿真模型。基于表面粗糙度的微觀表現(xiàn)，采用位移參數(shù)對(duì)加工后

3、的表面粗糙度值進(jìn)行了預(yù)測(cè)，同時(shí)初步分析了不同車(chē)削加工條件對(duì)表面粗糙度的影響，并通過(guò)相應(yīng)的工藝試驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。預(yù)測(cè)結(jié)果也為下文試驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程中因素的選取提供了依據(jù)。
　　為了獲取更加合理的工藝參數(shù)從而提高加工質(zhì)量，建立了加工工藝優(yōu)化模型?；陧憫?yīng)曲面法(RSM)以及前文預(yù)測(cè)結(jié)果，設(shè)計(jì)工藝試驗(yàn)，建立了多元二次回歸分析模型，并對(duì)模型進(jìn)行了優(yōu)化。采用優(yōu)化后的模型，分析了因素之間的交互作用以及對(duì)表面粗糙度的影響力大小。通過(guò)滿意度函數(shù)法進(jìn)行優(yōu)化