狹長勺型結構件內(nèi)表面粗加工插銑工藝研究.pdf

1、轉(zhuǎn)輪水斗是沖擊式水輪機核心零部件，其設計制造多采用整體式結構，而我國對此類狹長勺型結構件整體式數(shù)控加工技術的研究尚不完善。內(nèi)表面的數(shù)控加工是整個轉(zhuǎn)輪水斗最難加工也是最重要的部分，其好壞直接影響水輪機的效率和使用壽命。轉(zhuǎn)輪水斗內(nèi)表面結構復雜，材料切除量大，加工效率不高，大長徑比插銑刀加工易顫振等問題一直困擾著水輪機制造企業(yè)。本論文具體研究內(nèi)容包括：
　　首先，建立插銑瞬時切削力模型，通過切削力系數(shù)辨識實驗，求得切削力系數(shù)，實驗結果表

2、明切削力系數(shù)與瞬時切厚呈冪函數(shù)關系，通過曲線擬合確定切削力系數(shù)與瞬時切厚的函數(shù)關系式，應用Matlab對插銑瞬時切削力仿真，經(jīng)過仿真結果與實驗測得的切削力信號對比，驗證了切削力模型的正確性。
　　其次，建立三自由度插銑動力學模型和瞬時切厚模型，應用半離散法求解動力學微分方程，應用Matlab編制穩(wěn)定域仿真程序，獲得插銑加工切削穩(wěn)定性葉瓣圖，通過實驗驗證穩(wěn)定性葉瓣圖的正確性；研究刀具參數(shù)對插銑切削穩(wěn)定性的影響，為轉(zhuǎn)輪水斗內(nèi)表面粗加工

3、高效插銑提供技術支撐。
　　然后，通過分析轉(zhuǎn)輪水斗內(nèi)表面加工工藝特點，選擇使用三軸機床進行插銑粗加工，選擇區(qū)域最深點為預鉆孔位置，將內(nèi)表面進行分層加工，把球頭刀等殘留高度法應用到插銑工藝，制定刀具軌跡運動策略，應用 UG軟件 CAM模塊生成數(shù)控加工刀路軌跡，并進行計算機仿真加工，分析內(nèi)表面加工結果。
　　最后，提出一種給定主軸轉(zhuǎn)速下每齒進給量及徑向切深的優(yōu)化方法，以最小插銑加工過程時間為目標函數(shù)，并建立一系列約束條件，應用遺