考慮非線性過(guò)程阻尼的銑削過(guò)程動(dòng)力學(xué)建模及仿真分析.pdf

1、由于兼?zhèn)涓呔扰c高效率，高效切削技術(shù)已在航空航天、軌道交通、汽車等領(lǐng)域的零件加工中被廣泛使用。顫振是制約高性能銑削的重要因素，通過(guò)對(duì)銑削加工過(guò)程進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析與建模，揭示銑削加工過(guò)程的特性與規(guī)律，采用科學(xué)合理的工藝參數(shù)，可望實(shí)現(xiàn)高效無(wú)顫振切削。由于過(guò)程阻尼效應(yīng)在低速時(shí)尤為顯著，因此要實(shí)現(xiàn)鈦合金、鎳基合金等航空難加工材料的高效銑削時(shí)，需要建立考慮過(guò)程阻尼影響的銑削動(dòng)力學(xué)模型。本文擬針對(duì)考慮過(guò)程阻尼影響的銑削動(dòng)力學(xué)建模開展研究，其主要內(nèi)容如

2、下：
　　將銑削系統(tǒng)簡(jiǎn)化為二自由度振動(dòng)系統(tǒng)，在圓柱螺旋銑刀動(dòng)力學(xué)建模技術(shù)的基礎(chǔ)上，考慮銑削過(guò)程中的再生切削效應(yīng)，構(gòu)建銑削加工過(guò)程動(dòng)力學(xué)模型。在此基礎(chǔ)上，分析過(guò)程阻尼產(chǎn)生機(jī)理，揭示過(guò)程阻尼效應(yīng)與切削參數(shù)的關(guān)系，對(duì)過(guò)程阻尼力進(jìn)行建模與求解，最后將過(guò)程阻尼納入到銑削加工動(dòng)力學(xué)模型中進(jìn)行數(shù)值求解。
　　基于用于求解銑削穩(wěn)定性的經(jīng)典半離散方法，提出了用于求解考慮過(guò)程阻尼影響的銑削動(dòng)力學(xué)模型的改進(jìn)半離散方法，由于該方法采用二分法對(duì)離散區(qū)

3、間進(jìn)行迭代處理，因此其計(jì)算效率更高。通過(guò)Matlab GUI編程實(shí)現(xiàn)了考慮過(guò)程阻尼影響的銑削穩(wěn)定性預(yù)測(cè)程序的開發(fā)。
　　基于考慮過(guò)程阻尼的銑削顫振穩(wěn)定性預(yù)測(cè)分析，通過(guò)選取穩(wěn)定點(diǎn)與顫振點(diǎn)處的切削參數(shù)進(jìn)行仿真分析，得到了刀尖點(diǎn)時(shí)域位移信號(hào)及相平面圖，進(jìn)而揭示其中蘊(yùn)含的動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象及其本質(zhì)，并進(jìn)一步分析過(guò)程阻尼對(duì)銑削穩(wěn)定性的影響。
　　最后，通過(guò)切削力系數(shù)辨識(shí)實(shí)驗(yàn)和模態(tài)參數(shù)辨識(shí)實(shí)驗(yàn)獲得了進(jìn)行銑削加工動(dòng)力學(xué)仿真所需的切削力系數(shù)及工藝系