高速銑削穩(wěn)定性預(yù)測(cè)及軟件開(kāi)發(fā).pdf

1、高速銑削加工技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)中重要的基礎(chǔ)技術(shù)之一，已成為21世紀(jì)先進(jìn)制造技術(shù)中的重要組成部分，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車(chē)、模具、能源、等眾多領(lǐng)域。銑削過(guò)程中的顫振是高速銑削實(shí)現(xiàn)高速、高效和高精度加工的關(guān)鍵限制因素之一，因此高速銑削系統(tǒng)的穩(wěn)定性預(yù)測(cè)問(wèn)題是機(jī)械加工迫切需要解決的技術(shù)難題之一。本文以高速銑削穩(wěn)定性預(yù)測(cè)及顫振抑制為研究目標(biāo)，借助理論分析和有限元仿真等手段，對(duì)高速銑削過(guò)程中，主軸/刀具系統(tǒng)陀螺效應(yīng)的動(dòng)態(tài)特性、工件系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特

2、性，以及穩(wěn)定性進(jìn)行系統(tǒng)、深入地研究，并基于研究結(jié)果進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)。
　　 基于建立的高速銑削動(dòng)態(tài)銑削力模型，建立了高速銑削系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，一方面，針對(duì)高速銑削的特點(diǎn)，建立了考慮高速旋轉(zhuǎn)主軸引起的陀螺效應(yīng)影響的二自由度動(dòng)力學(xué)模型；另一方面，當(dāng)工件剛度和刀具剛度在同一數(shù)量級(jí)時(shí)，建立了考慮刀具和工件系統(tǒng)的高速銑削四自由度動(dòng)力學(xué)模型。
　　 基于所建的動(dòng)力學(xué)模型，深入研究銑削穩(wěn)定性的解析分析方法，采用穩(wěn)定性極限圖作為對(duì)銑削穩(wěn)定性分

3、析的表示方法，并以此作為對(duì)高速切削穩(wěn)定性進(jìn)行預(yù)測(cè)、評(píng)價(jià)和優(yōu)化的理論依據(jù)。同時(shí)，基于二維穩(wěn)定性極限圖，建立三維穩(wěn)定性極限圖及曲面圖，通過(guò)三維穩(wěn)定性圖，可以直觀、清晰地分析穩(wěn)定性極限圖坐標(biāo)變量對(duì)銑削穩(wěn)定性的影響規(guī)律，并全面、準(zhǔn)確地選擇穩(wěn)定銑削條件下的最優(yōu)銑削參數(shù)。
　　 將刀具系統(tǒng)簡(jiǎn)化為梁模型，通過(guò)有限元方法，建立主軸/刀具系統(tǒng)的有限元模型，研究陀螺效應(yīng)對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性及穩(wěn)定性的影響規(guī)律；另外，建立工件的有限元模型，研究不同工況對(duì)工件