高速銑削擺線加工研究.pdf

1、分類號：UDC：密級：學(xué)校代號：11845學(xué)號：2111301143廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文(工程碩士)高速銑削擺線加工研究李斌指導(dǎo)教師姓名、職稱：企業(yè)導(dǎo)師姓名、職稱：專業(yè)或領(lǐng)域名稱：學(xué)生所屬學(xué)院：論文答辯日期：注：①學(xué)位類型為下列之一：工學(xué)碩士：管理學(xué)碩士：理學(xué)碩士：藝術(shù)學(xué)碩士。工程碩士：工商管理碩士；工程管理碩士：會計碩士：翻譯碩士。摘要摘要模具是我國重要的機(jī)械產(chǎn)業(yè)之一。模具材料通常硬度較高：模具形貌特征也較為復(fù)雜，比如包含各種拐角

2、和窄槽。拐角和窄槽加工時，刀具與工件的嚙合區(qū)域會突然增大，造成切削力變大，機(jī)床和工件產(chǎn)生振動。這些會導(dǎo)致加工效率低、模具表面精度不高、刀具使用壽命短等問題。因此對高速銑削擺線加工在模具型腔中的應(yīng)用研究有重要的意義。本文采用P20模具鋼作為試驗(yàn)材料，通過理論和試驗(yàn)研究擺線加工路徑的接觸角、銑削力和刀具磨損。首先，基于切削過程中接觸角的概念，對擺線加工中的接觸角進(jìn)行幾何建模。結(jié)合Matlab對瞬時接觸角變化曲線進(jìn)行仿真，并分別研究了刀具直徑

3、、循環(huán)圓直徑和循環(huán)圓間距對接觸角的影響規(guī)律。從而為擺線循環(huán)圓的優(yōu)化分布提供依據(jù)。然后，基于銑削力的力學(xué)建模法和經(jīng)驗(yàn)建模法對擺線加工的銑削力進(jìn)行建模。通過兩組試驗(yàn)線性回歸獲得切削系數(shù)，建立對應(yīng)的銑削力預(yù)測模型。兩種方法均能準(zhǔn)確預(yù)測恒定切削寬度的銑削力，但是經(jīng)驗(yàn)建模法能夠更簡便地預(yù)測變切削寬度的銑削力。將該銑削力模型應(yīng)用到擺線加工路徑中，能夠準(zhǔn)確地預(yù)測擺線加工中的瞬時銑削力。其次，設(shè)計相同切削參數(shù)下的行切路徑和擺線路徑的基礎(chǔ)試驗(yàn)，對其刀具磨

4、損進(jìn)行分析。通過單因素試驗(yàn)研究不同的軌跡間距和刀具路徑對刀具磨損的影響。并運(yùn)用極差分析法和方差分析法分析軌跡間距和刀具路徑對刀具磨損影響的顯著程度。從而為后續(xù)擺線路徑在型腔加工中的刀具磨損提供參考。最后，基于擺線加工路徑的接觸角、銑削力和刀具磨損的分析，實(shí)現(xiàn)了擺線循環(huán)圓優(yōu)化分布的算法。設(shè)計了拐角添加擺線的型腔軌跡和擺線貫穿的型腔軌跡這兩種方式，并與常規(guī)型腔軌跡和常規(guī)型腔減速軌跡作對比。展開型腔加工試驗(yàn)，對比其銑削力和刀具磨損。驗(yàn)證擺線加