銑削加工穩(wěn)定性與刀具可靠性研究.pdf

1、制造業(yè)是我們國(guó)家經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的支柱產(chǎn)業(yè)，作為一個(gè)比較傳統(tǒng)的領(lǐng)域，它目前已經(jīng)建立了比較系統(tǒng)的理論體系，積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，但隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高，機(jī)械制造業(yè)面臨著新的挑戰(zhàn)，迫使機(jī)械制造技術(shù)正在朝自動(dòng)化、柔性化、精密化、信息化和智能化方向發(fā)展。銑削加工是應(yīng)用比較廣泛的加工方式，隨著先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展，對(duì)銑削加工的穩(wěn)定性、可靠性提出更高的要求。在實(shí)際銑削加工中，加工系統(tǒng)顫振和刀具失效是影響銑削加工效率、精度、質(zhì)量以及穩(wěn)定性和可靠性的重要因素。

2、
　　本研究從加工系統(tǒng)穩(wěn)定性及刀具可靠性兩個(gè)方面，以加工工藝參數(shù)優(yōu)化和提高刀具可靠性為主線，通過(guò)銑削加工系統(tǒng)顫振的分析、銑削加工成形過(guò)程的有限元分析、銑削刀具的狀態(tài)監(jiān)測(cè)以及刀具可靠性回歸分析，對(duì)銑削加工系統(tǒng)穩(wěn)定性和刀具可靠性問(wèn)題進(jìn)行了研究。首先，通過(guò)建立銑削過(guò)程動(dòng)力學(xué)方程，基于ZOA法，利用模態(tài)試驗(yàn)與切削力系數(shù)辨識(shí)試驗(yàn)，求解獲得了銑削加工系統(tǒng)的穩(wěn)定性葉瓣圖;并在此基礎(chǔ)上為了更深刻地研究金屬銑削原理以及刀具磨損，采用有限元分析方法，

3、按多步建模的思想，對(duì)銑削加工過(guò)程進(jìn)行仿真模擬，獲得了銑削加工切屑形貌特征、切削力、切削溫度等切削特征參數(shù)，并利用磨損子程序計(jì)算獲得刀具磨損量，按正交試驗(yàn)的方法分析討論了切削參數(shù)對(duì)刀具磨損的影響，分析發(fā)現(xiàn)進(jìn)給速度和切削厚度對(duì)刀具磨損影響較顯著，為實(shí)際加工中切削參數(shù)優(yōu)化與提高刀具壽命提供了理論幫助。其次，通過(guò)對(duì)聲發(fā)射能量、金屬切削參數(shù)、刀具磨損三者之間定量關(guān)系的討論，確定采用聲發(fā)射信號(hào)對(duì)金屬切削加工中刀具的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在聲發(fā)射信號(hào)處理中，

4、采用了小波包分析方法，通過(guò)對(duì)聲發(fā)射信號(hào)小波包分解、包絡(luò)分析、以及小波能量譜的分析，得出了刀具磨損的故障頻率特征，基于此特征開(kāi)發(fā)了銑刀狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。并在此基礎(chǔ)上，結(jié)合刀具壽命試驗(yàn)，通過(guò)切削過(guò)程聲發(fā)射信號(hào)的小波包分解，提取小波能量特征向量，并結(jié)合切削力，采用Logistic回歸模型對(duì)刀具可靠性進(jìn)行了評(píng)估。通過(guò)以上研究，系統(tǒng)地分析了銑削加工系統(tǒng)穩(wěn)定性與刀具可靠性的問(wèn)題，提出了提高銑削加工系統(tǒng)穩(wěn)定性與刀具可靠性的方法，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了研究成