基于RCSA的主軸刀具系統(tǒng)刀尖點頻響函數(shù)預測.pdf

1、發(fā)生在銑刀與工件接觸面之間的再生顫振會導致銑削加工過程出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，降低工件表面質(zhì)量和材料去除率，降低生產(chǎn)效率，甚至損壞刀具和機床主軸系統(tǒng)。抑制再生顫振已經(jīng)成為機床穩(wěn)定性主要研究方向。用來預測銑削加工穩(wěn)定域的穩(wěn)定性葉瓣圖為抑制顫振的產(chǎn)生起到了指導作用。構(gòu)建已知刀具組合方式的穩(wěn)定性葉瓣圖則需要刀尖點頻響函數(shù)。因此，本文針對刀尖點頻響函數(shù)預測過程中所涉及的動力學模型，耦合理論與預測方法等方面進行了研究。
　　建立了銑削系統(tǒng)的動力學模

2、型，并進行了模態(tài)實驗。根據(jù)刀具與工件的剛性，將動力學模型分別劃分為柔性刀具剛性工件與柔性刀具柔性工件銑削動力學模型;給出了基于錘擊實驗的模態(tài)分析法，獲取了后續(xù)需要進行刀尖點頻響函數(shù)預測的實驗刀具前四階固有頻率。
　　在分析響應耦合方法獲取的機床主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)響應時，考慮了剪切力和轉(zhuǎn)動慣量對計算結(jié)構(gòu)響應的影響。主軸中的結(jié)構(gòu)受力后變形復雜，響應耦合方法能全面地反映出結(jié)構(gòu)的彎曲和扭轉(zhuǎn)響應;與此同時，相比于采用Euler-Bernoulli

3、模型獲取的結(jié)構(gòu)響應，考慮到剪切力和轉(zhuǎn)動慣量的Timoshenko模型能夠更準確地反應梁在受力情況下的彎曲與剪切變形。尤其是在主軸中長徑比較低的梁部件和部件經(jīng)裝配后長徑比降低的情況。
　　提出一種將數(shù)值計算與敲擊實驗結(jié)合的刀尖點頻響函數(shù)預測方法。通過對刀柄和測試刀具敲擊實驗，結(jié)合對測試刀具響應的數(shù)值計算結(jié)果，實現(xiàn)對刀具和刀柄結(jié)合面的參數(shù)識別。隨后利用參數(shù)辨識的結(jié)果，綜合對預測刀具響應的數(shù)值計算，從而實現(xiàn)對刀尖點頻響函數(shù)的預測。此預測