弱刚度零件车铣切削加工研究

发布时间：2017-07-15 11:01

  本文关键词：弱刚度零件车铣切削加工研究

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【摘要】：车铣复合切削利用铣刀旋转和工件旋转的合成运动实现对工件的切削加工。车铣复合切削易于实现工件低速旋转同时高速切削,其径向切削力小,适合加工微细轴、细长轴等弱刚度工件。论文在总结弱刚度零件加工方法及车铣复合切削国内外研究现状的基础上,基于普通车床完成车铣复合专用机床改造,对车铣复合加工不锈钢微细轴、细长轴进行了一系列理论与试验研究,主要内容包括：研究了车铣复合切削表面微观形貌随切削参数的变化规律。结果表明：铣刀、工件转速比非整数倍时,车铣复合切削工件表面能够形成适合微储油的群凹坑形貌；铣刀、工件转速比成整数倍时,车铣复合切削工件表面能够形成规则的类沟槽形貌。试验分析工件转速、铣刀转速、铣削厚度对车铣加工表面质量的影响。结果表明：采用较低的工件转速、较高的铣刀转速、较小的铣削厚度容易获得较高的表面质量。较优的加工参数组合为：工件转速60 r/min,铣刀转速16000 r/min,铣削厚度0.1mm。基于workbench对弱刚度零件车铣复合切削过程振动特性进行分析。结果显示：选择合适的毛坯端部直径能够避开固有频率,减小切削振动；车铣复合切削较车削加工细长轴切削力作用点处位移较小,较高速度的车铣切削加工能进一步抑制切削过程中的振动。为探索车铣复合切削加工难加工材料微细轴的可能性,开展多材料、多尺寸微细轴切削加工试验,重点研究切削参数对微细轴加工精度影响规律。结果表明,工件转速、铣刀转速、铣削厚度对微细轴尺寸精度影响较大。车铣复合切削加工φ0.7 mm×3.5 mm微细轴时,较优的加工参数组合为：工件转速50 r/min,铣刀转速18000 r/min,铣削厚度50μm。在较优的加工参数下,微细轴尺寸误差为3.18μm。利用自行设计的微细轴专用拉具,可实现φ1.0 mm×30 mm大长径比微细轴切削加工。为验证细长轴车铣复合切削较车削加工优势,开展细长轴切削加工试验。结果表明,车铣复合切削能够减少细长轴车削加工过程中弯曲变形,表面质量显著改善。较优参数下逆向车铣复合切削φ10 mm×240 mm细长轴,尺寸误差降低至0.015mm。
【关键词】：车铣复合切削 不锈钢 细长轴 微细轴
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG65
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-21
• 1.1 选题背景9
• 1.2 微细轴加工技术9-13
• 1.2.1 微细切削加工9-11
• 1.2.2 块电极反拷加工11-12
• 1.2.3 线电极磨削加工12-13
• 1.2.4 电解加工13
• 1.3 细长轴加工技术13-17
• 1.3.1 传统加工工艺14-15
• 1.3.2 双刀车削15-16
• 1.3.3 砂带磨削16-17
• 1.3.4 误差补偿17
• 1.4 车铣复合切削研究综述17-19
• 1.4.1 国外研究综述17-18
• 1.4.2 国内研究综述18-19
• 1.5 论文主要内容19-21
• 2 车铣复合理论基础及装置建立21-30
• 2.1 车铣加工相关理论21-24
• 2.1.1 车铣加工定义21-22
• 2.1.2 车铣加工特点22
• 2.1.3 正交车铣理论粗糙度22-24
• 2.2 交车铣运动轨迹24-26
• 2.2.1 正交车铣运动模型24-25
• 2.2.2 交车铣轨迹仿真25-26
• 2.3 车铣复合加工机床改造26-29
• 2.3.1 机床整体布局方案26
• 2.3.2 铣削主轴选型26-28
• 2.3.3 车铣复合专用机床28-29
• 2.4 本章小结29-30
• 3 不锈钢正交车铣切削试验30-41
• 3.1 试验装置和试验条件30-31
• 3.2 正交车铣表面质量31-37
• 3.2.1 车铣加工工件表面形貌31-32
• 3.2.2 加工参数对表面形貌影响32-34
• 3.2.3 加工参数对工件表面粗糙度的影响34-37
• 3.3 具磨损分析37-40
• 3.3.1 刀具磨损形态37-39
• 3.3.2 刀具耐用度39-40
• 3.4 本章小结40-41
• 4 弱刚度零件正交车铣切削试验41-54
• 4.1 弱刚度件动力学分析41-44
• 4.1.1 微细轴模态分析41-42
• 4.1.2 细长轴动力学分析42-44
• 4.2 微细轴车铣切削加工44-49
• 4.2.1 微细轴拉具44-45
• 4.2.2 微细轴车铣加工试验45-46
• 4.2.3 切削参数对尺寸精度影响规律46-48
• 4.2.4 大长径比微细轴加工48-49
• 4.3 细长轴车铣切削加工49-53
• 4.3.1 细长轴车削车铣对比试验49-52
• 4.3.2 不同走刀方式52-53
• 4.4 本章小结53-54
• 5 结论54-55
• 参考文献55-58
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况58-59
• 致谢59-60

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 朱保国,王振龙;微细轴的电加工技术[J];电加工与模具;2005年04期

2 刘志峰;;内螺纹旋风铣削[J];机械制造;1993年06期

3 庞学慧,辛志杰,张晓艳;细长轴的轴向夹拉车削工艺[J];机械制造;1997年03期

4 刘舛 ,喻红婕 ,姜增辉;弱刚度细长杆正交车铣加工的研究[J];新技术新工艺;2005年04期

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本文编号：543519