理論—實驗相結(jié)合方法研究銑削系統(tǒng)動態(tài)特性.pdf

1、高速銑削加工有效地降低了切削力、改善了加工表面粗糙度，是提高生產(chǎn)效率、提升加工質(zhì)量的有效措施[1]。在高速銑削過程中，由于加工過程的周期性，切削力的周期性變化會引起工件與刀具間的振動，如果振動產(chǎn)生在系統(tǒng)固有頻率的附近就會發(fā)生顫振。顫振的發(fā)生嚴(yán)重影響高速銑削的生產(chǎn)效率。同時，顫振破壞加工表面的質(zhì)量精度，降低刀具乃至整個機床的壽命。系統(tǒng)（包括機床、刀柄、刀具、工件、工件裝卡裝置）的動態(tài)響應(yīng)強烈影響顫振的發(fā)生。為了準(zhǔn)確的預(yù)測顫振的發(fā)生，需要考

2、慮換刀對整個系統(tǒng)的動態(tài)特性的影響。近年來隨著機床向高速、高精度和高效率方向的發(fā)展，對其動態(tài)特性的要求越來越高。
　　本文以ZX20輕型圓柱立式鉆銑床為研究對象，通過理論與實驗相結(jié)合的辦法研究了機床整機的動態(tài)特性，并通過與整機模態(tài)試驗結(jié)果對比，對該方法進行分析驗證。本文的主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)建立了銑削機床的理論—實驗相結(jié)合的動態(tài)模型。分別建立刀具理論模型，實驗獲得機架主軸模型，及通過彈性約束將兩個模型耦合到一起的整機

3、模型。
　　(2)對ZX20輕型圓柱立式鉆銑床進行了動態(tài)試驗，試驗分別得到了主軸機架和整機的各階模態(tài)參數(shù)（固有頻率、模態(tài)阻尼比、特征向量）。
　　(3)建立刀柄/主軸有限元接觸變形分析模型，分析CAT40刀柄在不同預(yù)緊力下結(jié)合面變形的變化規(guī)律，為主軸/刀柄結(jié)合面剛度建模作鋪墊。
　　(4)應(yīng)用半解析法建立主軸/刀柄結(jié)合面剛度模型。計算CAT40刀柄剛度并與參考文獻(xiàn)的實驗數(shù)據(jù)對比，驗證所提出理論的正確性。為耦合理論模型計