切削薄殼工件的高速主軸系統(tǒng)動力學分析與穩(wěn)定性預測.pdf

1、對切削薄殼工件的主軸系統(tǒng)進行穩(wěn)定性預測是制定和優(yōu)化加工工藝的前提，具有重要的意義。傳統(tǒng)上，在進行切削穩(wěn)定性預測時，僅考慮主軸-刀具系統(tǒng)的柔性，這種分析模式對剛性較好的工件是有效的，但由于薄殼工件本身的結構特點，并不適用于預測切削薄殼工件的主軸系統(tǒng)的穩(wěn)定性。切削薄殼工件的高速主軸系統(tǒng)，薄殼工件必須作為重要因素來考慮。本文主要針對主軸系統(tǒng)與工件系統(tǒng)間的耦合效應，對切削系統(tǒng)進行動力學分析及穩(wěn)定性預測研究。
　　首先，在單一考慮主軸系統(tǒng)的

2、前提下，研究切削穩(wěn)定性的預測方法。只考慮主軸系統(tǒng)時，利用有限元分析方法對主軸系統(tǒng)進行了有限元建模并進行動力學特性分析，獲取刀尖點的頻響函數(shù)。進而提出了考慮主軸系統(tǒng)動力學特性的切削穩(wěn)定性預測原理和流程，繪制了穩(wěn)定性葉瓣圖。
　　然后，研究了單一考慮工件系統(tǒng)，進行切削穩(wěn)定性的預測方法。利用有限元分析方法對工件系統(tǒng)進行了建模，進而對切削系統(tǒng)進行了動力學分析與穩(wěn)定性預測。為了校驗分析方法的正確性，還進行了實驗研究，結果發(fā)現(xiàn)實驗結果與分析結

3、果相近，證明所提分析方法的合理性。
　　再則，研究了工件-主軸耦合系統(tǒng)模型創(chuàng)建及切削穩(wěn)定性分析方法。根據分析主軸系統(tǒng)與薄殼工件的銑削過程中兩個子系統(tǒng)間的動力學交互，完成兩個子系統(tǒng)耦合的建模及動力學特性分析，創(chuàng)新性地提出了薄殼工件-高速主軸系統(tǒng)穩(wěn)定性預測方法及預測流程，并對薄殼工件的動力學特性密度、阻尼、和彈性模量對耦合系統(tǒng)切削穩(wěn)定性的影響進行了對比分析。
　　最后，研究工件質量及切削點位置時變性對薄殼工件-主軸系統(tǒng)切削穩(wěn)定性