基于铣削力预测的模具拐角加工误差补偿研究

发布时间：2017-11-13 16:37

  本文关键词：基于铣削力预测的模具拐角加工误差补偿研究

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【摘要】：形状复杂、表面精度要求高是汽车覆盖件模具产品的主要特点，型腔拐角作为模具的典型特征之一，加工时由于径向切削深度以及接触角的变化使得铣削载荷突变，且由于汽车覆盖件模具材料多为模具钢，，其强度硬度较高，造成了加工过程中刀具系统变形明显，这些都严重影响了汽车覆盖件模具的加工表面精度。 本文采用圆角铣刀进行型腔拐角加工，圆角铣刀相对于点接触窄行加工的球头铣刀在加工拐角时会获得更高的加工表面精度。针对模具型腔拐角加工尺寸精度低这一问题，详细描述了拐角加工过程中刀具-工件的几何关系，建立了拐角铣削加工铣削力预测模型，基于铣削力预测模型对铣削力引起的刀具系统变形进行分析，建立了加工表面误差模型并对误差进行补偿以达到提高表面精度的目的。 通过分析拐角加工过程中刀具-工件的几何位置关系，提出拐角加工过程中接触角度、刀具-工件接触区域以及基于切削刃真实轨迹的瞬时切屑厚度的数学表达式，将基于切削刃真实轨迹的瞬时切屑厚度模型与经典的瞬时切屑厚度模型对比，验证本文所提出的瞬时切屑厚度模型的精确性。 采用Altintas的瞬时刚性力模型并针对拐角特点建立各坐标系之间的转换矩阵从而得到铣削力的理论模型，借助于Matlab软件实现铣削力仿真，并完成拐角铣削实验，对实验结果与仿真结果对比分析验证模型的准确性。 拐角加工过程中，由铣削力引起的刀具系统的弯曲变形是影响加工表面精度的主要因素。分析铣削过程中圆角铣刀的变形，采用等效悬臂梁法与有限元分析结合的方法建立变形模型，并分析刀具变形对接触角度和瞬时切屑厚度的反馈作用，建立了柔性铣削力模型。 对拐角加工过程误差进行分析，根据所建立的刀具系统变形模型，建立拐角加工过程中的表面误差模型，提出离线误差补偿算法。利用迭代运算对每一个刀位点进行补偿，通过仿真和实验对补偿前后表面进行对比，验证补偿算法的有效性。
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG54

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 戚厚军;张大卫;蔡玉俊;沈煜;;低刚度铣削工艺系统的弹性铣削力建模方法[J];天津大学学报;2010年02期

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本文编号：1181525