切削薄殼工件的高速主軸系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析與穩(wěn)定性預(yù)測(cè).pdf

1、對(duì)切削薄殼工件的主軸系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定性預(yù)測(cè)是制定和優(yōu)化加工工藝的前提，具有重要的意義。傳統(tǒng)上，在進(jìn)行切削穩(wěn)定性預(yù)測(cè)時(shí)，僅考慮主軸-刀具系統(tǒng)的柔性，這種分析模式對(duì)剛性較好的工件是有效的，但由于薄殼工件本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并不適用于預(yù)測(cè)切削薄殼工件的主軸系統(tǒng)的穩(wěn)定性。切削薄殼工件的高速主軸系統(tǒng)，薄殼工件必須作為重要因素來(lái)考慮。本文主要針對(duì)主軸系統(tǒng)與工件系統(tǒng)間的耦合效應(yīng)，對(duì)切削系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析及穩(wěn)定性預(yù)測(cè)研究。
　　首先，在單一考慮主軸系統(tǒng)的

2、前提下，研究切削穩(wěn)定性的預(yù)測(cè)方法。只考慮主軸系統(tǒng)時(shí)，利用有限元分析方法對(duì)主軸系統(tǒng)進(jìn)行了有限元建模并進(jìn)行動(dòng)力學(xué)特性分析，獲取刀尖點(diǎn)的頻響函數(shù)。進(jìn)而提出了考慮主軸系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性的切削穩(wěn)定性預(yù)測(cè)原理和流程，繪制了穩(wěn)定性葉瓣圖。
　　然后，研究了單一考慮工件系統(tǒng)，進(jìn)行切削穩(wěn)定性的預(yù)測(cè)方法。利用有限元分析方法對(duì)工件系統(tǒng)進(jìn)行了建模，進(jìn)而對(duì)切削系統(tǒng)進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析與穩(wěn)定性預(yù)測(cè)。為了校驗(yàn)分析方法的正確性，還進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析結(jié)

3、果相近，證明所提分析方法的合理性。
　　再則，研究了工件-主軸耦合系統(tǒng)模型創(chuàng)建及切削穩(wěn)定性分析方法。根據(jù)分析主軸系統(tǒng)與薄殼工件的銑削過(guò)程中兩個(gè)子系統(tǒng)間的動(dòng)力學(xué)交互，完成兩個(gè)子系統(tǒng)耦合的建模及動(dòng)力學(xué)特性分析，創(chuàng)新性地提出了薄殼工件-高速主軸系統(tǒng)穩(wěn)定性預(yù)測(cè)方法及預(yù)測(cè)流程，并對(duì)薄殼工件的動(dòng)力學(xué)特性密度、阻尼、和彈性模量對(duì)耦合系統(tǒng)切削穩(wěn)定性的影響進(jìn)行了對(duì)比分析。
　　最后，研究工件質(zhì)量及切削點(diǎn)位置時(shí)變性對(duì)薄殼工件-主軸系統(tǒng)切削穩(wěn)定性