狹長勺型結(jié)構(gòu)件內(nèi)表面粗加工插銑工藝研究.pdf

1、轉(zhuǎn)輪水斗是沖擊式水輪機(jī)核心零部件，其設(shè)計(jì)制造多采用整體式結(jié)構(gòu)，而我國對此類狹長勺型結(jié)構(gòu)件整體式數(shù)控加工技術(shù)的研究尚不完善。內(nèi)表面的數(shù)控加工是整個轉(zhuǎn)輪水斗最難加工也是最重要的部分，其好壞直接影響水輪機(jī)的效率和使用壽命。轉(zhuǎn)輪水斗內(nèi)表面結(jié)構(gòu)復(fù)雜，材料切除量大，加工效率不高，大長徑比插銑刀加工易顫振等問題一直困擾著水輪機(jī)制造企業(yè)。本論文具體研究內(nèi)容包括：
　　首先，建立插銑瞬時(shí)切削力模型，通過切削力系數(shù)辨識實(shí)驗(yàn)，求得切削力系數(shù)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表

2、明切削力系數(shù)與瞬時(shí)切厚呈冪函數(shù)關(guān)系，通過曲線擬合確定切削力系數(shù)與瞬時(shí)切厚的函數(shù)關(guān)系式，應(yīng)用Matlab對插銑瞬時(shí)切削力仿真，經(jīng)過仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測得的切削力信號對比，驗(yàn)證了切削力模型的正確性。
　　其次，建立三自由度插銑動力學(xué)模型和瞬時(shí)切厚模型，應(yīng)用半離散法求解動力學(xué)微分方程，應(yīng)用Matlab編制穩(wěn)定域仿真程序，獲得插銑加工切削穩(wěn)定性葉瓣圖，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證穩(wěn)定性葉瓣圖的正確性；研究刀具參數(shù)對插銑切削穩(wěn)定性的影響，為轉(zhuǎn)輪水斗內(nèi)表面粗加工

3、高效插銑提供技術(shù)支撐。
　　然后，通過分析轉(zhuǎn)輪水斗內(nèi)表面加工工藝特點(diǎn)，選擇使用三軸機(jī)床進(jìn)行插銑粗加工，選擇區(qū)域最深點(diǎn)為預(yù)鉆孔位置，將內(nèi)表面進(jìn)行分層加工，把球頭刀等殘留高度法應(yīng)用到插銑工藝，制定刀具軌跡運(yùn)動策略，應(yīng)用 UG軟件 CAM模塊生成數(shù)控加工刀路軌跡，并進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真加工，分析內(nèi)表面加工結(jié)果。
　　最后，提出一種給定主軸轉(zhuǎn)速下每齒進(jìn)給量及徑向切深的優(yōu)化方法，以最小插銑加工過程時(shí)間為目標(biāo)函數(shù)，并建立一系列約束條件，應(yīng)用遺