基于完全離散化方法的切削過程穩(wěn)定性預(yù)測研究.pdf

1、目前切削加工研究領(lǐng)域?qū)τ谇邢骷庸み^程的動(dòng)力學(xué)建模和穩(wěn)定性分析是當(dāng)前兩大熱點(diǎn),其動(dòng)力學(xué)建模可以從切削原理層面解釋切削過程的本質(zhì),為提高切削速度,提升加工質(zhì)量的提供理論依據(jù),同時(shí),切削穩(wěn)定性的分析預(yù)測也是本領(lǐng)域主要研究對象之一,切削穩(wěn)定性的研究基于再生效應(yīng),即相鄰兩次切削過程構(gòu)成的切削厚度不均勻則可能產(chǎn)生顫振,極大降低零件加工表面質(zhì)量。采取低切削用量的辦法雖然可以在一定程度上避免顫振,但是卻會嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率。因此,對于切削過程穩(wěn)定性研究可

2、以揭示出顫振發(fā)生的工藝參數(shù)組合(主軸轉(zhuǎn)速和切深)從而為避免顫振達(dá)到提高切削效率和保持加工精度的雙重目標(biāo)。
　　本論文首先從切厚模型入手,對于切厚形成進(jìn)行了深入研究,針對目前進(jìn)給函數(shù)只有單向進(jìn)給函數(shù)缺乏二維曲線的計(jì)算能力,提出了一種改進(jìn)的二維進(jìn)給函數(shù),使得切厚模型具有計(jì)算二維曲線軌跡的瞬時(shí)切厚問題,擴(kuò)展了切厚模型的適用范圍,其次對銑削過程常用的剛性工件-柔性刀具模型及柔性工件-柔性刀具模型進(jìn)行了分析和推導(dǎo)。
　　本文提出了一種

3、完全離散化方法,本方法通過離散化方法將切削模型中的時(shí)域因子,微分因子,時(shí)延因子均離散化,實(shí)現(xiàn)了真正的全部因子離散化的目標(biāo),然后分別通過標(biāo)準(zhǔn)測試模型–單自由度銑削模型進(jìn)行了理論驗(yàn)證,結(jié)果證明該方法與同類方法如全離散方法和半離散方法具有相近的計(jì)算精度,同時(shí)結(jié)構(gòu)簡單計(jì)算效率高。又通過端面銑削實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法預(yù)測的有效性。完全離散化方法也被應(yīng)用于多種時(shí)滯微分方程的穩(wěn)定性分析,分析結(jié)果說明該方法對于時(shí)滯微分方程求解穩(wěn)定性問題具有良好的計(jì)算能力。<

4、br>　　在本文中完全離散化方法又用來對多種實(shí)際的銑削過程的穩(wěn)定性預(yù)測進(jìn)行計(jì)算,深入研究了不同銑削過程所需要的不同建模方法,對二自由度銑削、螺旋銑削、主軸變速銑削、圓周銑削等均根據(jù)其動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)進(jìn)行了建模及應(yīng)用玩全離散化方法進(jìn)行穩(wěn)定性分析。
　　針對圓周銑削過程進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,通過對不同切深和主軸轉(zhuǎn)速下工件振動(dòng)狀態(tài)的時(shí)域信號及其頻域信號的研究,可以明顯區(qū)分出顫振區(qū)域和穩(wěn)定區(qū)域,并與實(shí)際加工照片進(jìn)行對比,符合顫振與平穩(wěn)銑削的表面粗糙度