多硬度拼接淬硬鋼銑削動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、淬硬鋼是經(jīng)熱處理后硬度達(dá)到50HRC以上的高碳鋼或合金鋼，具有良好的淬透性和抗磨損性能，適合于制造各類冷作沖壓模具的鑲塊及模體。多硬度拼接淬硬鋼是指由材料牌號(hào)、硬度各異且經(jīng)過精密切削的淬硬鋼單體，采用特定裝配順序和工藝獲得的拼接間隙小于0.3μm的裝配體，廣泛應(yīng)用于大型模具、拼接模具制造等領(lǐng)域。
　　拼接淬硬鋼在動(dòng)態(tài)銑削力的作用下，由于其硬度的差異，加工過程易發(fā)生顫振，加工質(zhì)量難以保證。本文結(jié)合結(jié)構(gòu)力學(xué)、有限元分析、模態(tài)分析與試驗(yàn)

2、研究等方法，對(duì)拼接淬硬鋼銑削過程中的切削力、銑削振動(dòng)及穩(wěn)定性進(jìn)行了深入探討，推導(dǎo)了銑削加工顫振穩(wěn)定性預(yù)測(cè)模型，進(jìn)行了穩(wěn)定性仿真分析，并完成了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。本文相關(guān)研究工作，對(duì)于揭示多硬度拼接淬硬鋼硬態(tài)銑削機(jī)理，推動(dòng)硬態(tài)切削基礎(chǔ)理論的完善，提高淬硬鋼銑削技術(shù)水平具有重要意義。
　　本文的主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:
　　(1)基于拼接件的力學(xué)本構(gòu)模型與硬度特性，建立了多硬度拼接淬硬鋼切削過程數(shù)值力學(xué)模型，模擬了多硬度拼接淬硬鋼的切削力

3、，研究了工件硬度對(duì)切削力的影響規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用正交試驗(yàn)法進(jìn)行了球頭精銑淬硬鋼傾斜表面的切削力試驗(yàn)研究，得到了切削參數(shù)對(duì)切削力的影響規(guī)律。
　　(2)基于多參考最小二乘復(fù)指數(shù)法(LSCE)與工作模態(tài)分析(OMA)方法，提出了一種切削系統(tǒng)工作模態(tài)動(dòng)態(tài)分析方法。使用錘擊試驗(yàn)時(shí)脈沖激勵(lì)下的主軸響應(yīng)點(diǎn)間的互譜函數(shù)，利用OMA進(jìn)行模態(tài)分析，通過LSCE提取主軸系統(tǒng)模態(tài)參數(shù)，并與錘擊模態(tài)試驗(yàn)中通過傳統(tǒng)頻響函數(shù)識(shí)別的模態(tài)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了

4、該方法的有效性。
　　(3)基于再生顫振理論建立了兩自由度銑削加工動(dòng)力學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上建立了拼接淬硬鋼銑削穩(wěn)定性預(yù)測(cè)模型，仿真分析了工藝參數(shù)對(duì)銑削穩(wěn)定性的影響，并通過穩(wěn)定性試驗(yàn)驗(yàn)證了穩(wěn)定性葉瓣圖的正確性。
　　(4)進(jìn)行了多硬度拼接條件下的淬硬鋼銑削實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了本文相關(guān)理論研究成果的正確性，并對(duì)銑削振動(dòng)時(shí)頻特性、加工參數(shù)對(duì)銑削振動(dòng)影響規(guī)律等問題進(jìn)行了進(jìn)一步研究。以多硬度拼接工件過渡區(qū)附近的表面粗糙度最小為優(yōu)化目標(biāo)對(duì)銑削參數(shù)