基于基底变换的深腔曲面五轴加工切削力与动力学研究

发布时间：2024-03-03 22:38

　　具有深腔曲面特点的核心零部件,广泛应用于石油、化工和航空航天等领域的重大装备中。该类零部件空间相对狭窄,加工过程中刀具系统悬伸长、刚性弱,零部件材料切削加工性差、切削力大,很容易出现颤振现象,导致表面质量差。为了避免颤振,选取的加工参数往往很保守,严重降低设备利用率。研究该类零部件加工的切削力与动力学,对优化加工工艺和加工参数,改善表面加工质量,提高加工效率等具有重要意义。为此,本文针对深腔曲面五轴加工,基于基底变换的研究方法,分析刀具与工件间的接触几何,从材料切削特性出发建立球头铣刀力学模型,结合试切实验识别的刀具系统模态参数,最终实现了深腔曲面五轴加工铣削力与振动稳定性预测。主要研究内容概括如下:(1)基于基底变换思想,提出了一种深腔曲面五轴加工分析方法。沿刀具轨迹,将深腔曲面五轴加工的每个刀位点离散为简单几何工件五轴加工。参数化定义刀具坐标系、刀轴、进给和工件间位置关系,以新基底构建抽象二维空间,建立了深腔曲面五轴加工刀位点与空间点集的映射关系。进一步将刀位点的切削力与动力学研究结果均匀存储于空间中,改变铣削力与振动稳定性预测过程为数据提取的过程。(2)针对深腔曲面五轴加工,基于...

【文章页数】：148 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．６离散法刀具工件接触分析??Ｆｉｇ．?１．６?Ｃｕｔｔｅｒ?ｗｏｒｋｐｉｅｃｅ?ｃｏｎｔａｃｔ?ａｎａｌｙｓｉｓ?ｏｆ?ｄｉｓｃｒｅｔｅ?ｍｅｔｈｏｄ??－

?基于基底变换的深腔曲面五轴加工切削力与动力学研宄???加工过程中刀具接触区域，考虑到布尔求交的计算特点，这种方法在实践中的计算效率??很低，费用昂贵，仿真过程需要不断地计算、保存和读取大量的文件，进一步限制其计??算效率。??刀具扫掠＿＿＿?，?？９＊??体包络面??图１．６离....

图１．８锤击模态试验系统??Ｆｉｇ．?１．８?Ｍｏｄａｌ?ｈａｍｍｅｒ?ｔｅｓｔ??有限元仿真是理论模态的正过程，不受分析对象尺寸的限制

?基于基底变换的深腔曲面五轴加工切削力与动力学研宄???模态法、分区模态综合法和频域整体法等进行模态参数估计锤击试验理论成熟，??设备比较昂贵，过程操作技巧性强。由于传感器难以安置在刀具刀刃部位，以及传感器??的附加质量等原因，难以精确获得刀尖部位的频响函数。另外，一般对于直径小....

图１．９论文研宄内容结构??Ｆｉｇ．?Ｌ９?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｐａｐｅｒ?ｒｅｓｅａｒｃｈ?ｃｏｎｔｅｎｔ??第一章：绪论

?基于基底变换的深腔曲面五轴加工切削力与动力学研宄???深腔曲面五轴加工基??底变换分析（第二章）??Ｉ??深腔曲面刀具工件??接触分Ｐ（第三章）??”??深腔曲面五轴加工铣削??力预测模型（第四章）??丨刀具系统模态参丨＾?．??数识别（第五章）??深腔曲面五轴铣削加工??振动....

图２．１侧壁曲面五轴加工??Ｆｉｇ．?２．１?Ｓｉｄｅｗａｌｌ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｆｉｖｅ－ａｘｉｓ?ｍａｃｈｉｎｉｎｇ??－１８－??

?基于基底变换的深腔曲面五轴加工切削力与动力学研宄???２基于基底变换的深腔曲面五轴加工过程分析??２．１引言??深腔曲面几何复杂，加工过程中刀具轨迹随工件曲面不断变化，刀轴矢量也需要不??断变化以避免干涉。铣刀在沿刀具轨迹行进的过程中，刀轴矢量、进给方向和工件三者??之间关系的....

本文编号：3918460