高速機床銑削穩(wěn)定性分析及刀尖點頻響函數(shù)預測.pdf

1、高速銑削加工作為一種先進的金屬切削方式，在航空、航天、汽車以及模具制造業(yè)中有著廣泛的應用。它具有切削力和工件熱變形較小、加工質量和材料去除率較高以及加工成本較低等優(yōu)點。盡管高速銑削加工存在很多優(yōu)點，但是由于銑削過程中顫振的存在，將嚴重影響切削過程的穩(wěn)定性，降低零件的加工質量、機床的生產(chǎn)效率和刀具的使用壽命，甚至會直接威脅到操作者的安全。往往會導致大量的高速、高性能機床發(fā)揮不出最大的加工效能。因此，對銑削過程中銑削力以及銑削穩(wěn)定性的分析和

2、預測，避免銑削過程失穩(wěn)所進行的研究具有及其重要的實際意義。
　　本文利用穩(wěn)定性葉圖的形式對高速銑削過程中的顫振以及穩(wěn)定性預測方法進行了研究。建立了銑削系統(tǒng)的動力學模型，并提出了一種快速獲得穩(wěn)定性圖的切削刃平均角度位置方法。通過令其與傳統(tǒng)的傅里葉級數(shù)法作比較，并用較為準確但稍復雜的時域方法進行仿真，驗證了此法的準確性。在此基礎上，通過穩(wěn)定性葉圖的分析，針對特定銑削系統(tǒng)的主軸轉速進行了優(yōu)化，可以在保證加工質量的基礎上，大大提高銑削加工

3、過程的材料去除效率(MMR)。通過對銑削過程中各結構參數(shù)和工藝參數(shù)對銑削穩(wěn)定性的影響進行分析，得到了隨各參數(shù)值變化的穩(wěn)定性葉圖。這樣，就可以通過合理的選擇銑削系統(tǒng)參數(shù)和主軸的轉速對銑削系統(tǒng)進行優(yōu)化，對提高產(chǎn)品加工質量和效率有一定的指導意義。然后，利用子結構導納耦合法(RCSA)對穩(wěn)定分析所必備的刀尖點頻響函數(shù)(FRF)進行研究。利用E-B梁理論模型總結出了各種情況子結構的響應耦合公式，使用Matlab仿真對簡單的簡化刀具-刀柄模型的耦合