基于RCSA的主軸刀具系統(tǒng)刀尖點(diǎn)頻響函數(shù)預(yù)測(cè).pdf

1、發(fā)生在銑刀與工件接觸面之間的再生顫振會(huì)導(dǎo)致銑削加工過(guò)程出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，降低工件表面質(zhì)量和材料去除率，降低生產(chǎn)效率，甚至損壞刀具和機(jī)床主軸系統(tǒng)。抑制再生顫振已經(jīng)成為機(jī)床穩(wěn)定性主要研究方向。用來(lái)預(yù)測(cè)銑削加工穩(wěn)定域的穩(wěn)定性葉瓣圖為抑制顫振的產(chǎn)生起到了指導(dǎo)作用。構(gòu)建已知刀具組合方式的穩(wěn)定性葉瓣圖則需要刀尖點(diǎn)頻響函數(shù)。因此，本文針對(duì)刀尖點(diǎn)頻響函數(shù)預(yù)測(cè)過(guò)程中所涉及的動(dòng)力學(xué)模型，耦合理論與預(yù)測(cè)方法等方面進(jìn)行了研究。
　　建立了銑削系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模

2、型，并進(jìn)行了模態(tài)實(shí)驗(yàn)。根據(jù)刀具與工件的剛性，將動(dòng)力學(xué)模型分別劃分為柔性刀具剛性工件與柔性刀具柔性工件銑削動(dòng)力學(xué)模型;給出了基于錘擊實(shí)驗(yàn)的模態(tài)分析法，獲取了后續(xù)需要進(jìn)行刀尖點(diǎn)頻響函數(shù)預(yù)測(cè)的實(shí)驗(yàn)刀具前四階固有頻率。
　　在分析響應(yīng)耦合方法獲取的機(jī)床主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)響應(yīng)時(shí)，考慮了剪切力和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量對(duì)計(jì)算結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響。主軸中的結(jié)構(gòu)受力后變形復(fù)雜，響應(yīng)耦合方法能全面地反映出結(jié)構(gòu)的彎曲和扭轉(zhuǎn)響應(yīng);與此同時(shí)，相比于采用Euler-Bernoulli

3、模型獲取的結(jié)構(gòu)響應(yīng)，考慮到剪切力和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的Timoshenko模型能夠更準(zhǔn)確地反應(yīng)梁在受力情況下的彎曲與剪切變形。尤其是在主軸中長(zhǎng)徑比較低的梁部件和部件經(jīng)裝配后長(zhǎng)徑比降低的情況。
　　提出一種將數(shù)值計(jì)算與敲擊實(shí)驗(yàn)結(jié)合的刀尖點(diǎn)頻響函數(shù)預(yù)測(cè)方法。通過(guò)對(duì)刀柄和測(cè)試刀具敲擊實(shí)驗(yàn)，結(jié)合對(duì)測(cè)試刀具響應(yīng)的數(shù)值計(jì)算結(jié)果，實(shí)現(xiàn)對(duì)刀具和刀柄結(jié)合面的參數(shù)識(shí)別。隨后利用參數(shù)辨識(shí)的結(jié)果，綜合對(duì)預(yù)測(cè)刀具響應(yīng)的數(shù)值計(jì)算，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)刀尖點(diǎn)頻響函數(shù)的預(yù)測(cè)。此預(yù)測(cè)