考慮模態(tài)耦合與過程阻尼的鈦合金銑削穩(wěn)定性及表面位置誤差研究.pdf

1、鈦合金由于綜合性能優(yōu)良，被廣泛應用于航空航天等高端裝備制造領域。但是，鈦合金作為典型的難加工材料，化學活性高、熱導率低、彈性模量小，在數(shù)控銑削過程中極易產生強烈振動，影響加工質量和加工效率。因此，實現(xiàn)高效高精度銑削對鈦合金在高端裝備制造領域的推廣和應用具有極為重要的現(xiàn)實意義。本文以鈦合金銑削過程為研究對象，從銑削動力學角度出發(fā)，提出了綜合考慮再生效應、模態(tài)耦合效應以及過程阻尼效應的動力學建模方法，并以此為基礎開展了鈦合金銑削過程穩(wěn)定性與

2、表面位置誤差方面的研究，為優(yōu)化選取工藝參數(shù)提供參考，主要研究內容如下：
　　研究了過程阻尼產生的機理，揭示了過程阻尼效應與銑削速度之間的關系，采用能量法建立了等效粘性過程阻尼模型，并針對剛性工件和柔性刀具，在再生效應的基礎上，建立了考慮模態(tài)耦合與過程阻尼效應的銑削過程動力學模型。
　　通過柯西變換給出了建立的銑削過程動力學模型的空間狀態(tài)形式，針對該形式的動力學模型，拓展了二階半離散法，構造了單周期上的系統(tǒng)狀態(tài)轉移矩陣和多周期

3、上的穩(wěn)態(tài)系數(shù)向量，基于Floquet理論和不動點理論，同步預報了銑削穩(wěn)定性與表面位置誤差，并分析了二階半離散法的收斂性。
　　采用機械模型法辨識了銑削力系數(shù)，采用錘擊實驗辨識了刀具系統(tǒng)結構對角項和交叉項模態(tài)參數(shù)，使用二階半離散法預報了穩(wěn)定性，結合實驗驗證了穩(wěn)定性預報的準確性，揭示了模態(tài)耦合和過程阻尼效應對穩(wěn)定性的影響，并通過數(shù)值仿真探究了模態(tài)參數(shù)、銑削力系數(shù)、刀具齒數(shù)以及徑向侵入比對穩(wěn)定性的影響規(guī)律。
　　在穩(wěn)定銑削的基礎上