基于恒力控制的五轴侧铣加工进给速度优化研究

发布时间：2021-03-25 13:03

　　随着制造业的飞速发展,人们对制造技术提出了新的要求。航空零件具有复杂的外形,极高的质量要求,材料去除率大的特点。因此,航空结构件的制造水平体现了各国制造业的实力。五轴机床是制造航空零件的基础,但当前不合理的加工参数导致了加工质量低,加工时间长的后果。本文以S形试件为研究目标,通过刀具工件瞬时接触轮廓、切削力建模和进给速度优化等关键问题进行了深入理论研究,旨在提高五轴机床的加工质量和效率。主要内容分为三个部分,分别如下:提出一种新的刀具与工件瞬时接触计算方法.综合运用曲线偏移,空间矢量合成等几何方法,构建了瞬时刀具与待加工表面的几何关系。同时选定的试件进行计算。设定合理的加工参数,计算任意时刻下刀具与工件的瞬时接触点坐标和瞬时切入角。并与现有计算方法进行对比,评价所提出方法的优势。这为下一步计算切削力模型提供了参数支持。建立了基于离散法的五轴侧铣的切削力模型。对切削力模型中的瞬时未变形切屑厚度进行了重点分析,同时考虑了刀具偏心,刀具路径等因素。根据所提出的瞬时未变形切屑厚度方法,利用Matlab仿真出结果并与现有方法进行对比。然后代入切削力计算模型中仿真出切削力。设计实验并选择相同的加工... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

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刀位点的X和Y方向坐标

电子科技大学硕士学位论文10但五轴侧铣加工的刀位点还包含时刻变化的Z轴坐标，如图2-4所示，这是S形试件在五轴侧铣加工过程中刀位点X、Y和Z方向在工件坐标系下的坐标。图2-4刀位点的X、Y和Z方向坐标从Z轴坐标值可以看出，刀位点与成型形面底面曲线对应点的Z值并不相同，但却有相同的变化趋势。通过计算发现，这两条曲线是等距偏置。其实这两条曲线的差别来源于五轴铣削加工的固有特性。在五轴铣削加工中，刀具姿态的变化规律是由成形表面的轴向倾斜变化决定的。如图2-5所示，这是S形试件在加工过程中刀具与工件的三种代表性位置关系。从图中可以看出刀具因工件的倾斜而变化。如图2-5(a)所示，当刀具向外偏离时刀位点在工件坐标系下的Z轴坐标比成形面底面点的Z轴坐标校(a)wZcZwYwXcYcX接触点工件刀具成形面底面点切除区域

第二章刀具与工件瞬时接触区域分析19加工过程的复杂性更具代表性。如图2-11所示的S形试件，其由三次B样条曲线组成，样条曲线的控制点信息如表2-1所示。选择普通立铣刀的刀具半径R6mm，刀具齿数N=2，刀具螺旋角为30o的硬质合金立铣刀，进给速度为200mm/min，主轴转速为1000r/min，工件材料为7075铝合金。仿真所用的软件为Matlab2017。图2-11S形试件控制点表2-1S形试件控制点参数(mm)iPwXwYwZiQwXwYwZ0P227.5300Q167.501P2762301Q196202P22126302Q1512603P37181303Q3519004P102180304Q10418705P133149305Q13016106P142113306Q14211307P144105307Q14410508P14697308Q1469709P14889309Q14889010P156573010Q15657011P185233011Q18915012P256223012Q26419013P269903013Q27290014P2631463014Q271146015P268202.53015Q274202.50

【参考文献】：
期刊论文
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[6]高速铣削立铣刀切削受力的有限元分析[J]. 任翀,侯学元,韩淑华.  机电工程技术. 2008(06)
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博士论文
[1]高速切削航空铝合金变形理论及加工表面形成特征研究[D]. 付秀丽.山东大学 2007



本文编号：3099729