考虑材料去除对薄壁工件铣削稳定的影响性研究

发布时间：2021-06-25 05:15

　　在铣削加工过程中,由于连续的材料去除导致了薄壁工件的主要固有频率和频率响应函数（Frequencyresponsefunction,FRF）的幅值随时间而变化,进而影响了铣削过程稳定性和工件表面质量。针对该问题,提出基于结构动态修改法来获得工件的动力学模型。与传统建模方法相比,该方法避免了因为材料的去除而对工件重复建模以及大规模方程组模态分析的弊端。并在此基础上对刀具/工件系统进行了铣削稳定性分析和预测,得到随着材料的去除以及刀具在不同位置点时,系统的二维及三维稳定性叶瓣图。直观的显示了刀具/工件在不同相对位置点的极限轴向切削深度,从而为薄壁工件动力学参数的选择提供了理论依据。 

【文章来源】：制造业自动化. 2020,42(10)CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

工件在X方向上的分步建模

工件在Z方向上的分步建模

工件动力学和颤振稳定性随着材料的去除以及刀具位置的变化而变化。在本文研究中，工件材料的去除将在X方向上以四个步骤建模，在Y方向上以三个步骤建模，在Z方向上以五个步骤建模，分别如图1、图2和图3所示。为了表示铣削过程中刀具的位置，使用编码：A i j k。其中，数字（i,j,k）分别代表工件在Y、Z和X方向上的相应切削步骤。步骤A111表示未加工工件的初始状态。同时，为了表示工件在加工期间不同的径向切削深度，在表1中给出了工件在Y方向上材料的去除过程中不同的铣削厚度。因为工件在Y方向最容易产生变形，所以本文主要分析工件在Y方向上的FRF，本文中图4、图5和图6的频率响应值为工件在Y方向上的频率响应。如图1所示，工件在X方向上不同的加工步骤分别为A111、A112、A113和A114。通过软件分析得到工件在不同阶段相应的FRF如图4所示。由图4可知，随着刀具在X轴方向进行铣削，工件的频率响应值并没有发生明显的变化。

【参考文献】：
期刊论文
[1]Chatter stability prediction in four-axis milling of aero-engine casings with bull-nose end mill[J]. Zhou Xu,Zhang Dinghua,Luo Ming,Wu Baohai.  Chinese Journal of Aeronautics. 2015(06)
[2]圆角铣削颤振稳定域建模与仿真研究[J]. 李忠群,刘强.  机械工程学报. 2010(07)

博士论文
[1]薄壁件高速铣削三维稳定性及加工变形研究[D]. 汤爱君.山东大学 2009



本文编号：3248574