文档介绍：硕士论文曲面高速铣削加工动态分析和仿真研究
摘要
本文在球头铣刀理论铣削力模型基础上,考虑高速加工切屑惯性力,建立了单元
铣削力模型,并针对深型腔的加工铣刀变形,建立了球头铣刀变形铣削力模型,给出
了曲面曲率变化的切入提前角和切出滞后角的切削区间模型。
在许多模具和复杂零件中的曲面型腔加工需要采用细长杆球头铣刀,因此在铣刀
变形铣削力模型基础上,针对动态铣削中细长杆球头铣刀振动和工件表面波纹对切削
厚度的再生反馈建立了动态铣削力模型,并在中进行模态分析,得出铣削刀
具的模态固有振动频率,为球头铣刀截面系数的求解提供必要的数据。
铣刀在铣削时的振动位移是影响工件加工质量的重要因素之一。本文利用
工具对动态铣削力模型和振动位移模型进行了仿真分析,研究了铣削
参数对铣刀在曲面高速铣削时动态铣削力和振动位移的影响。论文通过曲面高速铣削
实验实测铣削力,并与仿真结果对比,仿真与实测结果之间的相对误差较小,证明了
模型的正确性。
论文利用动态铣削力模型和振动位移模型对高速铣削加工中振动进行了预测研
究,进而可以优化切削参数,并可为曲面高速加工中刀具运动轨迹优化提供参考,以
延长刀具寿命,并提高加工工件的表面质量。
关键词高速铣削,球头铣刀,曲面加工,振动位移,建模与仿真
硕士论文曲面高速铣削加工动态分析和仿真研究

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声明
本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果,尽我所知,在
本学位论文中,除了加以标注和致谢的部分外,不包含其他人己经发
表或公布过的研究成果,也不包含我为获得任何教育机构的学位或学
历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均
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研究生签名年了月日
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研究生签名卫叫年了月日
硕士论文曲面高速铣削加工动态分析和仿真研究
绪论
,, 课题研究的意义
高速加工技术是近十几年来取得迅速发展的一项先进制造技术,与常规切削加工
相比,有着无可比拟的优越性。它所带来的高效率和高精度正满足制造业不断发展
的需要。汽车工业所追求的零件生产效率及模具、航空制造业所追求的硬材料的精密
切削,都促使高速加工技术蓬勃发展。
曲面高速加工的过程中,影响工件加工质量的因素很多,诸如切削过程中切屑惯
性力的大小、刀具的变形、加工曲面曲率的大小、刀具的振动位移等。在许多模具和
复杂零件中的曲面和深腔加工经常需要采用细长杆球头铣刀。因为它的刃线形状较复
杂,球头部分切削条件恶劣,刀具承受的轴向力较大,铣削力和振动位移难以精确建
模,所以成为铣削过程仿真中的难点之一。
本文以高速铣削加工中细长杆球头铣刀加工曲面为研究对象,建立动态铣削力模
型和振动位移模型,利用模型对高速铣削加工中振动进行了预测研究,进而可以优化
切削参数,并可为曲面高速加工中刀具运动轨迹优化提供参考,以延长刀具寿命,并
提高加工工件的表面质量。
高速铣削研究概况
高速切削技术是一项综合性技术,按其结构关系可分为切削机理、支撑技术、单
元技术和总体技术个部分。其中切削机理是通过高速切削实验和理论分析所揭示出
的加工机理,加工过程的变形、力、温度、摩擦和磨损规律,超高速条件下加工系统
各部分的稳定性、可靠性及弹性扩展特性分析,为高速切削技术提出基本要求和提供
实验与理论依据。
我国在高速切削技术领域进行了一定程度的研究,但与国外在这一领域,特别在
技术基础方面尚有很大的差距而巫待发展。尤其是对高速切削加工过程的机理,切削
现象与规律,各种被加工材料的高速切削加工性,以及各种高速切削工艺的参数优化
等进行系统的研究还不成熟。曲面高速加工的过程中,影响工件加工质量的因素很多,
诸如切削过程中切屑惯性力的大小、刀具的变形、加工曲面曲率的大小、刀具的振动
位移等。在许多模具和复杂零件中的曲面和型腔加工经常需要采用球头铣刀。
球头铣刀铣削加工过程是一个复杂的过程,存在着大量相互关联的加工参数,并
且球头铣刀半球部的复杂几何形状、沿切削刃不断变化的切削特性、铣刀沿切削路径
硕士论文曲面高速铣削加工动态分析和仿真研究
切削时刀具与工件之间不断变化的接触面、刀具与接触面的振动