基于改进Z-MAP算法的球头铣刀加工表面形貌仿真与试验研究
本文选题:球头铣刀 + 表面形貌 ; 参考:《机械工程学报》2017年23期
【摘要】:基于时间步长法提出一种仿真球头铣刀加工表面形貌的改进Z-MAP算法。该算法在建立刀齿运动轨迹方程的基础上,使用随动矩形包围圈和角度累加法快速地获取工件上的瞬时被扫掠点,并引入牛顿迭代法求取这些点的高度坐标。无须对刀齿离散,不但突破传统Z-MAP算法中单位时间步长内刀齿离散段至多只能扫掠过一个工件离散点的限制,还可以获得更高的精度和效率。通过仿真分析进给行距、每齿进给量、刀具姿态和刀具进给起始相位差等参数对表面形貌及其表面粗糙度的影响规律,并选用航空铝合金7050进行了铣削加工试验验证,试验结果表明改进Z-MAP算法仿真结果与实际加工的一致性更高,对实际生产中加工参数的合理选择具有指导意义。
[Abstract]:Based on time step method, an improved Z-MAP algorithm is proposed to simulate the machining surface morphology of ball end milling cutter. On the basis of establishing the motion trajectory equation of the cutter teeth, the instantaneous swept points on the workpiece are obtained quickly by the following rectangle encircling and angle accumulation method, and the height coordinates of these points are obtained by Newton iteration method. There is no need for cutter tooth discretization, which can not only break through the limitation that the discrete segment of internal cutter teeth in the unit time step size in traditional Z-MAP algorithm can only sweep through the discrete point of a workpiece at most, but also obtain higher accuracy and efficiency. The effects of feed distance, feed rate per tooth, tool attitude and initial phase difference of tool feed on the surface morphology and surface roughness were analyzed by simulation. The milling experiments of aviation aluminum alloy 7050 were carried out to verify the effect of the parameters on the surface morphology and surface roughness. The experimental results show that the simulation results of the improved Z-MAP algorithm are more consistent with the actual machining results, which is of guiding significance to the reasonable selection of processing parameters in actual production.
【作者单位】: 西安理工大学机械与精密仪器工程学院;
【基金】:国家自然科学基金(51575442,51675422) 陕西省自然科学基金重点基金(2016JZ011) 陕西省教育厅基金(2014SZS10-Z01)资助项目
【分类号】:TG54
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,本文编号:1916612
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