摇篮式五轴加工中心切削稳定性研究

发布时间：2020-08-16 19:49

【摘要】：五轴加工中心广泛应用于各类生产加工领域。本文针对摇篮式五轴加工中心铣削加工中的振动问题进行研究,通过对五轴加工中心主要结构进行动态特性分析,确定加工中心颤振现象容易发生的部位,同时建立立铣刀铣削平面的铣削力数学模型并进行仿真分析。针对主轴系统进行铣削稳定性分析,通过振动试验验证铣削参数在铣削稳定域内时颤振现象是否会发生,最后分析不同铣削参数对铣削振动的影响。首先,建立摇篮式五轴加工中心的三维模型,并对三维模型进行简化,对简化后的三维模型进行模态分析和谐响应分析,确定加工中心的主要变形部位。其次,对立铣刀铣削铝合金材料的铣削力预测问题进行研究。在综合考虑立铣刀加工的摆线刀刃轨迹,铣削区的温度和材料的本构关系等因素的基础上,建立立铣刀三维铣削力预测模型。使用有限元仿真软件对不同铣削参数下的平面铣削的铣削力进行仿真分析。将理论计算得出的铣削力极值与仿真得出的铣削力极值进行对比分析,证明模型的准确性。再次,在铣削力的预测模型的基础上对动态铣削力进行建模,采用半离散法计算出铣削稳定域。对五轴加工中心的主轴部分进行模态试验,提取模态参数。并且在编程软件中绘制频响函数特性曲线和铣削稳定性叶瓣图。分析每齿进给量,铣刀的刀刃数和铣削方式对铣削稳定域的影响。最后,通过铣削参数的铣削振动测量试验,采用控制变量的方法对试验所得到的加速度信号进行研究,由此得到各铣削参数对铣削振动的影响。进而分析在铣削稳定域内选取的铣削参数对主轴系统颤振现象的影响。
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG547
【图文】：

a 五轴加工中心 b 三维模型图 2.1 五轴加工中心的三维模型Fig. 2.1 The three-dimensional model of a five-axis machining center.2 模态分析基本理论

9图 2.2 简化后的三维模型 图 2.3 划分网格后的三维模型Fig. 2.2 The simplified 3D model Fig. 2.3 The meshed 3D model

9图 2.2 简化后的三维模型 图 2.3 划分网格后的三维模型Fig. 2.2 The simplified 3D model Fig. 2.3 The meshed 3D model

【参考文献】

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4 李敏;袁巨龙;吴U

本文编号：2794865