高强韧性模具钢侧铣动力学及加工表面形貌研究

发布时间：2024-03-31 03:32

　　铣削中颤振和刀具变形是降低产品加工质量和生产效率的主要原因,本文针对高强韧性模具钢侧铣加工,考虑刀具变形、颤振等影响因素,采用解析建模、仿真和实验研究相结合的方法,对侧铣加工切削力、稳定性和加工表面三维形貌进行了研究。通过对刀具变形与瞬时切削厚度的相互作用机理和刀刃切削轨迹进行分析,提出在实际刀刃轨迹下,考虑侧铣时的刀具变形和上一刀齿切削时残留高度影响的瞬时切削厚度计算方法;在传统模型基础上,通过迭代计算,使切削力收敛。根据以上模型进行了仿真和实验验证,完成了铣削力模型的建立。对加工过程中的稳定性问题进行了研究,用含有周期性方向系数的时滞微分方程描述了动态力模型和考虑螺旋角效应的动力学模型;通过实验模态分析获取了加工系统模态参数,对动力学模型进行分析求解得到稳定性叶瓣图,并通过切削实验对其进行了验证,为利用加工参数优化减少颤振发生提供了理论依据。采用解析建模与实验相结合的方法,对模具钢侧铣加工表面形貌进行研究和分析。通过数值方法在时域内对动力学模型进行求解,得到了受迫振动对刀具中心点位移的影响。考虑刀具偏心、变形和受迫振动等物理现象,研究侧铣加工中刀刃的运动轨迹,采用高效的仿真算法,建...

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２－１铣刀离散示意图??如图２－ｌｂ所示，将切削刃微元局部展幵为平面，螺旋角造成的单位高度滞??后角Ａ必可以在三角形内求得

??２．１铣削加工的瞬时刚性力模型??如图２－１所示的刀具的半径记为／？、螺旋角记为／？，模型中将刀具进行离散??处理，刀具微元个数为Ｉ，高度为Ａｒ。??ｉ?＾??ｚ??勺?￥??Ｖ?＼＼??／?／?切削刃微元?／／Ｉ?￣＿??丄…?Ｙ?＾?ｉ?Ｍ??Ｘ?‘?Ｒ＊?△中??￣￣ｒ....

图２－２微元力分布及作用位置示意图??根据切削力模型［１１］，可以得到微元的切向、径向和轴向切削力如下：??

山东大学硕士学位论文??式中，Ａ为第一刃底端的转角，各为齿间角，办＝?２７１你，Ｎ为齿数。??刀具切削刃上的切向、径向和轴向微元力的分布及作用方式如图２－２所示。??緣雜??Ｉ??图２－２微元力分布及作用位置示意图??根据切削力模型［１１］，可以得到微元的切向、径向和轴向切削力如....

图２－３侧铣加工示意图??实验用刀具为整体式硬质合立铣刀，牌号ＪＨ１３０１００－ＭＥＧＡ－６４（Ｓｅｃｏ）

际的应用中，一般仍然采用ＢｕｄａｋＷ等人提出的通过切削实验标定切削力系数的??力学方法；根据铣削力与切削力系数的关系，采用拟合的方法获取切削力系数。??实验采用侧铣，加工方式如图２－３。??°?铣刀??，?铣刀??／！?／?ｖ?＇?／??｜—＾＇紗??１?１件?ｆ?１／?丨／?Ｉ....

图２－４切削力测量实验现场??

试验过程中采用Ｋｉｓｔｌｅｒ９２５７Ｂ测力仪测量侧铣加工时三向切削力的变化情况，??该测力仪通过压电式传感器采集切削力瞬时信号，并经由ＫｉＳｔｌｅｒ５０８０电荷放大??器放大后，由计算机中的专业软件对采集的数据进行处理，如图２－４所示；??ｉｓ？?，１?Ｉ－国画??（ａ）切削力测....

本文编号：3943384