銑車復(fù)合加工中心顫振問題研究.pdf

1、裝備制造業(yè)是國家工業(yè)發(fā)展中不可或缺的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，而機(jī)床是一個(gè)國家裝備制造業(yè)發(fā)展水平的象征。現(xiàn)代機(jī)床正朝著高速度、高精度、高柔性的方向發(fā)展，各種類型的高速加工中心是近些年來重要的發(fā)展方向。顫振則直接影響著零件的精度。
　　本文以銑車復(fù)合加工中心直驅(qū)擺頭動(dòng)力刀架和直驅(qū)轉(zhuǎn)臺(tái)為研究對(duì)象，分別對(duì)動(dòng)力刀架和直驅(qū)轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行模態(tài)和諧響應(yīng)分析，以得到其六階固有模態(tài)并對(duì)比兩者在激振作用下各個(gè)方向的振幅；建立銑削動(dòng)力學(xué)方程并對(duì)傳統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程模型進(jìn)行優(yōu)化，

2、使其更加準(zhǔn)確。根據(jù)銑削動(dòng)力學(xué)方程得到顫振穩(wěn)定性葉瓣圖并運(yùn)用Deform-3D軟件對(duì)仿真結(jié)果正確性進(jìn)行驗(yàn)證，同時(shí)分析銑刀齒數(shù)、徑向切削深度、進(jìn)給量對(duì)機(jī)床顫穩(wěn)定性的影響規(guī)律。本文的研究為切削參數(shù)的合理選擇，減小顫振提供理論依據(jù)。本文所研究的內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)部分：
　　（1）對(duì)動(dòng)力刀架和直驅(qū)轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行模態(tài)分析諧響應(yīng)分析，得到動(dòng)力刀架前兩階固有頻率符合主軸轉(zhuǎn)速為35~12000r/min時(shí)的頻率范圍，得到在切削時(shí)此頻率對(duì)應(yīng)的主軸轉(zhuǎn)速數(shù)值

3、；得到直驅(qū)轉(zhuǎn)臺(tái)的理論最大振幅為0.0324mm，動(dòng)力刀架的理論最大振幅為2.66mm，動(dòng)力刀架對(duì)于加工精度的影響更加嚴(yán)重；
　?。?）根據(jù)動(dòng)力刀架的工作原理選定圓角銑削為切削方式并建立考慮再生作用的圓角銑削動(dòng)力學(xué)模型，通過銑削過程中刀具相對(duì)于工件坐標(biāo)位置的變化，推導(dǎo)出切入、切出角的計(jì)算公式，有效解決動(dòng)態(tài)切削力的方向力系數(shù)的時(shí)變性問題。得到銑削加工穩(wěn)定性葉瓣圖及軸向最小極限切削深度，數(shù)值為4.8mm；
　?。?）根據(jù)得到的顫振

4、穩(wěn)定性葉瓣圖，分別選取穩(wěn)定區(qū)域和非穩(wěn)定區(qū)域的切削條件，運(yùn)用 Deform-3D軟件進(jìn)行三維實(shí)體仿真，得到 X、Y、Z三個(gè)方向切削力變化曲線。對(duì)比切削力曲線的變化情況及刀尖棱線處位移，發(fā)現(xiàn)切削力變化符合顫振預(yù)測。提取穩(wěn)定條件下主切削力數(shù)據(jù)，求取其平均值并和切削力經(jīng)驗(yàn)公式得到的數(shù)值對(duì)比，以驗(yàn)證Deform-3D仿真結(jié)果的正確性；
　　（4）探討銑刀齒數(shù)、徑向切削深度及進(jìn)給量等因素對(duì)顫振系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，通過 MATLAB仿真，得到在不