銑削力建模及可轉(zhuǎn)位銑刀動態(tài)特性研究.pdf

1、現(xiàn)代高檔數(shù)控機床的使用,對刀具的精度、切削性能和工作可靠性等提出了更高的要求。銑削是數(shù)控加工中非常普遍的加工方式,本文結(jié)合刀具數(shù)字化設計的需要,以某型號方肩臺階銑刀作為研究對象,運用有限元軟件進行銑削過程仿真和刀柄/銑刀聯(lián)接結(jié)構(gòu)的動力學仿真。
　　論文首先介紹了銑削加工的特點,在銑削力建模方面對前人的研究進行了歸納總結(jié),并選擇瞬時剛性力模型作為本文的建模方法,基于Matlab數(shù)值計算軟件設計了仿真的算法流程。與有限元的銑削仿真相比

2、,該方法在計算精度接近的情況下,極大的縮短了計算時間。
　　為了使銑削力系數(shù)的標定更具有通用性,論文介紹了直接法和間接法兩種標定方法。從直角切削和斜角切削的機理出發(fā),對切削力與刀具幾何模型、切削用量之間的關(guān)系進行了深入的探討,驗證了Armarego提出的經(jīng)典模型。基于Advantedge的仿真數(shù)據(jù),用兩種方法進行了銑削力系數(shù)的標定。其中間接法標定的銑削力系數(shù)可以轉(zhuǎn)換到任意的刃傾角,具有非常顯著的普遍性。
　　最后將仿真得到的

3、銑削力用于刀具結(jié)構(gòu)的動力學分析,主要采用有限元方法。首先有限元和試驗方法進行模態(tài)分析,建立了進一步仿真需要的模型;然后采用銑削力數(shù)據(jù)建立動載荷,按照實際加工中的受力情況將其加載到銑刀上,進行了多種參數(shù)下的瞬態(tài)響應分析,得到結(jié)構(gòu)全部節(jié)點的響應位移。實際加工過程刀具的振動很難測量和監(jiān)控,學術(shù)研究中也多采用昂貴的激光位移傳感器測量,有限元仿真是一種非常有意義的探討。
　　本文屬于刀具數(shù)字化設計和切削動力學的基礎性研究,所建立的銑削力模型