側(cè)銑直紋曲面的銑削力預(yù)測及變形誤差研究.pdf

1、復(fù)雜直紋曲面在航空航天、汽車輪船等先進工業(yè)領(lǐng)域中有著廣泛應(yīng)用，其加工水準(zhǔn)也從側(cè)面反映了一個國家先進制造水平的高低。側(cè)銑作為一種高效率的典型加工工藝，被廣泛運用在直紋面類零件的成型加工中。直紋曲面造型復(fù)雜，銑削過程中常常伴隨銑削力及機床綜合剛度的不斷變化，從而引起型面加工誤差分布的不一致。目前傳統(tǒng)的銑削變形研究都是基于經(jīng)典模型預(yù)測銑削力，然后施加該預(yù)測力進行有限元仿真分析，忽略了工件型面特征對銑削力、機床綜合剛度影響。因此本文提出一種基于

2、工件型面特征的銑削力預(yù)測模型和機床變剛度模型，并將二者結(jié)合預(yù)測出型面任意離散點的加工變形，這不僅有助于重新認(rèn)識曲面加工變形誤差的表現(xiàn)規(guī)律，而且為側(cè)銑加工的變形控制提供一定的理論依據(jù)。
　　中國“S”形檢驗試件具有變曲率、凸凹等多種幾何特性，可作為復(fù)雜直紋曲面的典型代表，因此本文以側(cè)銑加工 S試件為例，旨在提出一種適用于復(fù)雜直紋曲面?zhèn)茹娂庸ぷ冃蔚恼`差預(yù)測模型。論文主要研究工作如下：
　　1.基于經(jīng)典銑削理論，建立側(cè)銑直紋曲面的

3、銑削力通用預(yù)測模型。對模型關(guān)鍵影響參數(shù)作出調(diào)整及優(yōu)化。基于 S曲線加減速原理，引入多重機床性能約束對刀具銑削速度進行規(guī)劃；計算不同型面特征對嚙合角以及每齒切削量的影響。
　　2.在綜合考慮機床各運動軸剛度、刀具剛度以及工件剛度基礎(chǔ)上，建立一種機床綜合閉鏈剛度場模型。通過集中參數(shù)法獲得機床運動軸剛度，通過有限元法計算刀具以及被加工工件的剛度，基于雅克比矩陣法建立工作空間的機床變剛度模型。以 S試件為例，分析機床在不同加工姿態(tài)下沿直紋