銑削系統(tǒng)顫振穩(wěn)定性分析及穩(wěn)健性優(yōu)化.pdf

1、穩(wěn)定性切削是確保高效、高精度切削加工的前提條件，是提高加工效率以及優(yōu)化工藝參數(shù)的基礎(chǔ)。本文針對(duì)銑削加工過(guò)程的動(dòng)力學(xué)建模、穩(wěn)定性預(yù)測(cè)、時(shí)域仿真與切削力試驗(yàn)及多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行了研究，為實(shí)現(xiàn)無(wú)顫振高速銑削加工提供指導(dǎo)。
　　分析了加工過(guò)程中瞬態(tài)切削厚度的變化，根據(jù)再生顫振解析模型，建立動(dòng)態(tài)銑削力模型，并對(duì)加工過(guò)程穩(wěn)定性進(jìn)行預(yù)測(cè)，繪制了穩(wěn)定性曲線。采用時(shí)間有限元方法研究了不考慮和考慮螺旋角情況下穩(wěn)定性曲線的不同。另外考慮了多階模態(tài)參數(shù)的

2、影響，給出了不同參數(shù)下的分叉情況。
　　建立了切削厚度瞬態(tài)模型，在時(shí)域內(nèi)對(duì)切削力進(jìn)行了仿真。以鋁合金7050材料為研究對(duì)象進(jìn)行了切削力系數(shù)試驗(yàn)，對(duì)比仿真和試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了銑削力模型及獲得的銑削力系數(shù)的準(zhǔn)確性。通過(guò)分析切削過(guò)程中切削力和振動(dòng)信號(hào)的時(shí)域表現(xiàn)及頻譜頻率的成分變化，進(jìn)行了顫振識(shí)別，并對(duì)多模態(tài)的穩(wěn)定性預(yù)測(cè)模型的準(zhǔn)確性進(jìn)行驗(yàn)證。
　　以最大材料去除率和最小表面位置誤差為優(yōu)化目標(biāo)，采用序列二次規(guī)劃方法，使用半解析靈敏度方法和