圓弧刃銑刀銑削淬硬鋼過程阻尼建模及穩(wěn)定域確定.pdf

1、淬硬鋼材料Cr12MoV是制造汽車覆蓋件模具的常見材料之一。汽車模具在汽車零部件的制造、批量化生產(chǎn)中起著十分重要的作用。隨著制造業(yè)技術(shù)含量不斷的發(fā)展，汽車模具向著大型化、精密化和數(shù)字化發(fā)展。汽車覆蓋件模具同其他類型模具相比具有結(jié)構(gòu)尺寸較大、深度均勻變化率大、表面質(zhì)量精度要求高、制造工藝性復(fù)雜等特點(diǎn)。因此，在加工汽車覆蓋件模具的過程中，汽車模具不允許出現(xiàn)連接處吻合不流暢、剛性差、余量不均勻等現(xiàn)象。然而在加工過程中，切削顫振現(xiàn)象會(huì)影響加工零

2、件的尺寸精度和表面質(zhì)量，對汽車覆蓋件模具成品品質(zhì)造成影響。依托國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“轎車覆蓋件用大型淬硬鋼模具高品質(zhì)加工技術(shù)基礎(chǔ)及應(yīng)用”（項(xiàng)目編號：51235003），針對加工淬硬鋼材料Cr12MoV時(shí)，機(jī)床-刀具工藝系統(tǒng)發(fā)生的顫振問題，以銑削動(dòng)力學(xué)模型和過程阻尼數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，分析不同條件下銑削過程中刀具的穩(wěn)定特性，揭示過程阻尼產(chǎn)生機(jī)理，獲得銑刀穩(wěn)定域。
　　首先，分析了金屬切削中的再生型顫振現(xiàn)象，為建立銑刀動(dòng)力學(xué)模型提供依

3、據(jù)；基于上述理論基礎(chǔ)，建立單自由度和二自由度刀具穩(wěn)定性模型，揭示刀具振動(dòng)特性；獲得動(dòng)態(tài)銑削系統(tǒng)的反饋傳遞函數(shù)，將銑削力動(dòng)態(tài)方程求解轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)特征值求解問題，得到極限切深和轉(zhuǎn)速的關(guān)系。
　　其次，根據(jù)過程阻尼的形成機(jī)理，探究影響銑削中過程阻尼大小的因素，得到工件材料、刀片刃口半徑和刀片后角是影響過程阻尼的三個(gè)主要參數(shù)；利用能量法求解壓入力系數(shù)，壓入力系數(shù)只與材料有關(guān)，當(dāng)某種材料的壓入力系數(shù)已知時(shí)，可以預(yù)測不同刀具幾何形狀和切削條件下