高速铣削切削力变化及刀具轨迹优化研究

发布时间：2017-04-14 16:09

  本文关键词：高速铣削切削力变化及刀具轨迹优化研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：计算机辅助制造(CAM)系统能为用户直接加工复杂的整体模型。高速加工技术的出现对CAM系统提出了更高的要求。高速切削中,进给速度和主轴转速都非常高,这除了要求CAM系统使用较小的步进和切深外,还要求刀具在走刀轨迹上要避免急速更改切削方向。而这些针对高速加工的策略都是为了使刀具在加工过程中受力恒定。 用涂层刀具直接加工淬硬钢是高速加工的优势,这直接减少了产品的加工步骤,缩短了产品的加工时间。 本文主要对小直径铣刀高速铣削加工淬硬钢(HRC51)中的加工轨迹对切削力和切削振动的影响进行了研究。考虑了铣刀在平面、斜面和曲面三种情况下的加工状况。 (1) 在平面铣削实验中,对圆弧和拐角两种状况进行了分析。在圆弧实验中,研究铣刀(d=φ2mm)在不同圆弧半径和进给速度对加工的受力和振动影响;在拐角实验中,研究不同的拐角角度和进给速度对加工的受力和振动影响,对受力和振动进行分析,以得到小直径铣刀加工圆弧和拐角的最佳加工工艺。 (2) 在斜面铣削实验中,研究了球头铣刀加工斜面时,加工受力状况会因斜面倾角不同而发生很大的变化;而在同一斜面上,不同的加工轨迹切削受力情况也不相同。本章用球头铣刀对45°、30°和15°倾角的斜面进行加工,分析以不同的铣削方式和切削方式对切削力的影响。 (3) 在曲面铣削实验中,考虑的是加工曲面时,曲面的斜率对切削力的影响。对不同的曲面斜率进行了切削力的测试和分析。 (4) 本文对CAM(Pro/Engineer)的后置处理进行了部分研究。主要用上述实验结果对CAM软件产生的刀位文件进行部分优化。
【关键词】：高速加工 CAM 轨迹优化 切削力
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TG54
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 符号说明7-8
• 目录8-11
• 第一章 绪论11-23
• 1.1 研究目的和意义11-12
• 1.2 国内外相关研究12-22
• 1.2.1 国内外理论与实验研究13-14
• 1.2.2 高速加工数控编程技术(CAD／CAM)14-22
• 1.2.2.1 CAD／CAM软件14-16
• 1.2.2.2 刀具轨迹的常用算法16-17
• 1.2.2.3 高速加工CAD／CAM软件进刀／走刀与移刀方式17-22
• 1.3 本课题的来源与主要研究内容22-23
• 1.3.1 课题的来源22
• 1.3.2 主要研究内容22-23
• 第二章 高速铣削淬硬钢刀具轨迹实验方案23-33
• 2.1 实验条件23-26
• 2.1.1 实验系统概述23-24
• 2.1.2 实验设备24-26
• 2.2 实验方案及分析方法26-33
• 2.2.1 实验方案26-30
• 2.2.2 实验数据分析方法30-33
• 第三章 平面加工刀具轨迹33-45
• 3.1 平底铣刀高速铣削淬硬钢铣削力基本特征33-34
• 3.2 圆弧高速铣削加工分析34-40
• 3.2.1 圆弧半径对切削力的影响36-37
• 3.2.2 进给速度对圆弧加工切削力的影响37-38
• 3.2.3 圆弧高速加工切削振动分析38-40
• 3.2.3.1 振动与进给速度的关系38-39
• 3.2.3.2 振动与圆弧半径的关系39-40
• 3.3 拐角走刀分析40-43
• 3.3.1 刀具切削面积的理论计算40-41
• 3.3.2 拐角加工时的切削力41-42
• 3.3.3 拐角加工时的切削振动42-43
• 3.4 拐角阶段的处理43-44
• 3.5 本章小结44-45
• 第四章 球头铣刀高速铣削斜面刀具轨迹45-54
• 4.1 球头铣刀高速铣削加工斜面的基本特点45-49
• 4.2 走刀方式对斜面高速铣削的影响49-52
• 4.2.1 沿斜面方向49-51
• 4.2.2 水平方向不同走刀方式对切削力的影响51-52
• 4.3 本章小结52-54
• 第五章 曲面高速加工实验研究54-62
• 5.1 曲面加工中刀位的计算54-56
• 5.2 曲面高速铣削加工56-61
• 5.2.1 AB段受力分析57-58
• 5.2.2 BC段受力分析58-60
• 5.2.3 CD段轨迹分析60-61
• 5.3 本章小节61-62
• 第六章 基于Pro／E的后置处理优化62-70
• 6.1 后置处理62-65
• 6.1.1 后置处理的基本概念62
• 6.1.2 后置处理的原理62-64
• 6.1.3 Pro/Engineer的刀位文件64-65
• 6.2 刀位文件的局部优化65-69
• 6.2.1 文件的读取66
• 6.2.2 切削参数的优化66-67
• 6.2.3 刀具轨迹的优化67-69
• 6.3 本章小结69-70
• 结论与展望70-72
• 参考文献72-77
• 攻读硕士期间发表论文77-78
• 独创性声明78-79
• 致谢79

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 梁良;王成勇;胡映宁;唐德文;秦哲;;球头铣刀高速铣削斜面的三维数值模拟研究[J];工具技术;2008年10期

2 王振刚;吴迪;;典型零件叶片高速五轴铣削加工的研究[J];装备制造技术;2007年04期

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 谭亚明;基于微小型铣床的微细铣削加工试验研究[D];哈尔滨工业大学;2006年

2 吴剑峰;四缸电喷气管模具数控程序优化设计[D];四川大学;2006年

3 毕迎华;高速铣削力预测软件开发与实验研究[D];吉林大学;2007年

4 张自平;铝合金薄壁件高速铣削加工工艺优化[D];吉林大学;2007年

5 张福霞;微细铣削力的建模与分析[D];哈尔滨工业大学;2007年

6 李颖;高精度复杂曲面的数控铣削加工工艺参数的优化[D];兰州理工大学;2010年

7 李开柱;拐角高速铣削工艺试验及刀具轨迹优化研究[D];广东工业大学;2012年

  本文关键词：高速铣削切削力变化及刀具轨迹优化研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：306359