高速銑削穩(wěn)定性預(yù)測及軟件開發(fā).pdf

1、高速銑削加工技術(shù)是先進制造技術(shù)中重要的基礎(chǔ)技術(shù)之一，已成為21世紀先進制造技術(shù)中的重要組成部分，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、模具、能源、等眾多領(lǐng)域。銑削過程中的顫振是高速銑削實現(xiàn)高速、高效和高精度加工的關(guān)鍵限制因素之一，因此高速銑削系統(tǒng)的穩(wěn)定性預(yù)測問題是機械加工迫切需要解決的技術(shù)難題之一。本文以高速銑削穩(wěn)定性預(yù)測及顫振抑制為研究目標，借助理論分析和有限元仿真等手段，對高速銑削過程中，主軸/刀具系統(tǒng)陀螺效應(yīng)的動態(tài)特性、工件系統(tǒng)的動態(tài)特

2、性，以及穩(wěn)定性進行系統(tǒng)、深入地研究，并基于研究結(jié)果進行軟件開發(fā)。
　　 基于建立的高速銑削動態(tài)銑削力模型，建立了高速銑削系統(tǒng)動力學模型，一方面，針對高速銑削的特點，建立了考慮高速旋轉(zhuǎn)主軸引起的陀螺效應(yīng)影響的二自由度動力學模型；另一方面，當工件剛度和刀具剛度在同一數(shù)量級時，建立了考慮刀具和工件系統(tǒng)的高速銑削四自由度動力學模型。
　　 基于所建的動力學模型，深入研究銑削穩(wěn)定性的解析分析方法，采用穩(wěn)定性極限圖作為對銑削穩(wěn)定性分

3、析的表示方法，并以此作為對高速切削穩(wěn)定性進行預(yù)測、評價和優(yōu)化的理論依據(jù)。同時，基于二維穩(wěn)定性極限圖，建立三維穩(wěn)定性極限圖及曲面圖，通過三維穩(wěn)定性圖，可以直觀、清晰地分析穩(wěn)定性極限圖坐標變量對銑削穩(wěn)定性的影響規(guī)律，并全面、準確地選擇穩(wěn)定銑削條件下的最優(yōu)銑削參數(shù)。
　　 將刀具系統(tǒng)簡化為梁模型，通過有限元方法，建立主軸/刀具系統(tǒng)的有限元模型，研究陀螺效應(yīng)對系統(tǒng)動態(tài)特性及穩(wěn)定性的影響規(guī)律；另外，建立工件的有限元模型，研究不同工況對工件