五軸聯(lián)動數(shù)控加工后置處理技術(shù)及高速切削仿真技術(shù)的研究.pdf

1、五軸聯(lián)動數(shù)控加工技術(shù)和高速切削技術(shù)是為了解決復(fù)雜零件的高效高精制造難題而發(fā)展起來的，是目前先進(jìn)制造領(lǐng)域大力發(fā)展的兩大趨勢。本文在國家科技重大專項(xiàng)“航空航天典型零件高速多軸聯(lián)動加工技術(shù)”的支持下，開展了五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床的后置處理技術(shù)和難加工材料Ti6Al4V鈦合金的高速切削仿真技術(shù)研究。針對五軸聯(lián)動數(shù)控加工過程中所存在的后置處理器通用性差難題和高速切削條件下工藝參數(shù)的選擇依據(jù)進(jìn)行了較為深入的研究，以下是本文的主要研究內(nèi)容:
　　研究

2、了五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床的后置處理算法，分析了刀位源文件和NC代碼格式。以UG/PostBuilder為平臺，開發(fā)出了5DGBC50五軸加工中心的旋轉(zhuǎn)軸后置處理器。對比分析了方向矢量后置處理器與旋轉(zhuǎn)軸后置處理器的差異，結(jié)合TCL開發(fā)語言，在旋轉(zhuǎn)軸后置處理器的基礎(chǔ)上開發(fā)出了方向矢量后置處理器。選用典型的復(fù)雜零件整體葉輪作為加工對象，運(yùn)用VERICUT對方向矢量后置處理器的可行性進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　提出了方向矢量格式的數(shù)控程序的可移植性概念。

3、對方向矢量程序的后置處理原理進(jìn)行了分析，并通過對不同結(jié)構(gòu)形式的數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工仿真對比，驗(yàn)證了方向矢量程序具有可移植性。這為構(gòu)建通用后置處理器提供了一種新思路。
　　采取了斷裂能量損傷演化的物理分離準(zhǔn)則作為切屑分離時(shí)的準(zhǔn)則，以Johnson-Cook模型作為材料的本構(gòu)模型，通過Abaqus模擬出了Ti6Al4V鈦合金高速切削時(shí)的鋸齒形切屑，并通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了仿真模型的可信性。對高速切削過程中的重要物理量進(jìn)行了研究，分析了切削參數(shù)

4、對切削力和刀具前刀面溫度分布的影響。分析結(jié)果表明:在切削速度180m/min-480m/min范圍內(nèi)，切削力隨著切削速度的增大而減小，前刀面最高溫度隨切削速度的增大而增大;在切削厚度0.1mm-0.4mm范圍內(nèi)，切削力和前刀面最高溫度都隨著切削厚度的增大而增大。并為優(yōu)化切削參數(shù)與提高刀具壽命提出了相應(yīng)的改進(jìn)方案。
　　本文的研究豐富了五軸數(shù)控后置處理器的開發(fā)思路與鈦合金高速切削參數(shù)的分析方法，對提高五軸數(shù)控機(jī)床和鈦合金的推廣使用具