直纹面叶片侧铣加工动力学参数仿真研究

发布时间：2017-08-03 21:30

  本文关键词：直纹面叶片侧铣加工动力学参数仿真研究

  更多相关文章： 直纹面 五轴侧铣 切屑厚度 动力学参数 铣削力仿真

【摘要】：在五轴铣削加工过程中,球头铣刀被广泛应用于加工薄壁零件。薄壁零件中的直纹面形式又是最为典型的一种结构形式。在球头铣刀侧铣加工直纹面的过程中,会涉及到很多的参数,这些参数间互相影响,因此对该加工过程的分析比较复杂。铣削力是铣削过程中一个重要的参数,建立准确的铣削力模型,是研究刀具-工件系统,预防加工颤振和叶片变形的重要基础。首先,确定铣削力系数模型,然后进行铣削力系数表达式的计算,得出铣削力系数和刃口力系数表达式,运用正交实验,进行铣削加工实验,得出X方向、Y方向和Z方向铣削力时域波形图,得到线性回归方程,进行线性回归计算,得到X方向、Y方向和Z方向的铣削力线性回归方程,计算出切向、径向和轴向的铣削力系数和刃口力系数。其次,建立工件坐标系和刀具坐标系,然后对刀具坐标系和工件坐标系进行了矩阵转换,同时对刀具相邻的刀心点进行矩阵转换,之后根据分析得出的切屑厚度模型,建立切屑厚度矢量表达式,并利用刀具-工件坐标系变换关系以及不同局部工件坐标系间的变换关系,并关联计算两个刀具的刀心点,得到切屑厚度的解析表达式,最后利用Matlab软件对切厚进行仿真和分析。再次,在基于假设条件基础上,结合前两章得到的结果,对瞬时刚性铣削力进行了建模及计算,开发了球头铣刀侧铣加工直纹面铣削力仿真计算软件系统,最后使用本开发系统,对在不同的铣削条件下所计算得到的铣削力,进行了仿真计算并逐一做了理论分析。最后,通过插补计算,得到一条刀具轨迹路径上刀位点的坐标值,结合仿真系统计算程序,得到刀位点处的X、Y和Z方向的铣削力,对叶片上刀位点处的变形进行分析研究。
【关键词】：直纹面 五轴侧铣 切屑厚度 动力学参数 铣削力仿真
【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
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 课题研究目的和意义10-12
• 1.2 国内外研究现状及分析12-16
• 1.2.1 直纹面侧铣加工刀具-工件耦合技术研究现状13-14
• 1.2.2 球头铣刀铣削力建模及仿真预测研究现状14-16
• 1.2.3 直纹面侧铣加工仿真技术研究现状16
• 1.3 主要存在的问题16-17
• 1.4 本课题的来源及主要研究内容17-18
• 第2章 铣削力系数实验及计算18-28
• 2.1 铣削力系数模型分析18-22
• 2.2 实验方案及实验结果22-27
• 2.2.1 实验方案22-24
• 2.2.2 实验数据结果24-26
• 2.2.3 计算结果26-27
• 2.3 本章小结27-28
• 第3章 五轴侧铣精加工切屑厚度计算及仿真28-42
• 3.1 刀刃滞后角的计算28-29
• 3.2 空间坐标的变换29-33
• 3.2.1 定义各坐标系29-30
• 3.2.2 工件-刀具坐标的转换30-31
• 3.2.3 相邻的刀心点间的工件坐标变换31-33
• 3.3 切屑厚度的求解33-39
• 3.3.1 切厚控制点A的求解34-35
• 3.3.2 切厚控制点B的求解35-38
• 3.3.3 A、B点的关联计算38
• 3.3.4 切屑厚度38-39
• 3.4 切屑厚度仿真及结果分析39-41
• 3.5 本章小结41-42
• 第4章 五轴侧铣精加工铣削力建模及仿真分析42-52
• 4.1 铣削力的建模42-44
• 4.2 铣削力计算系统开发44-46
• 4.2.1 铣削模型的建立44-45
• 4.2.2 系统功能45
• 4.2.3 使用方法45-46
• 4.3 仿真结果46-50
• 4.4 仿真的结果分析50-51
• 4.5 本章小结51-52
• 第5章 五轴侧铣加工直纹面叶片变形分析52-60
• 5.1 叶片加工变形理论分析52-53
• 5.2 叶片加工变形分析53-59
• 5.2.1 模型导入和材料设定53
• 5.2.2 网格划分53-54
• 5.2.3 求解过程54-55
• 5.2.4 后处理55
• 5.2.5 结果分析55-59
• 5.3 本章小结59-60
• 结论60-62
• 参考文献62-66
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文66-67
• 致谢67

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本文编号：616454