環(huán)形刀銑削加工穩(wěn)定性建模與分析.pdf

1、飛機起落架尺寸大，結(jié)構(gòu)形狀復雜，尺寸及位置精度要求高，再生顫振已成為限制加工精度和加工效率的主要因素之一。起落架加工工況復雜，采用環(huán)形刀加工起落架偏心型腔時，對型腔沒有輔助支撐，距離起落架回轉(zhuǎn)中心較近位置處動態(tài)特性較好，而距離起落架回轉(zhuǎn)中心較遠位置處動態(tài)特性較差，因此需要針對不同工況建立相應的穩(wěn)定性模型。當加工起落架窄槽、拐角等特征時，一般采用擺線銑削加工，刀具懸伸較長，加工系統(tǒng)容易發(fā)生顫振，需要建立擺線加工穩(wěn)定性模型。通過建立起落架型

2、腔不同加工工況的穩(wěn)定性模型，進行穩(wěn)定性預測，可以為起落架加工參數(shù)優(yōu)化提供理論指導。
　　起落架偏心型腔距離回轉(zhuǎn)中心較遠時，動態(tài)特性較差，針對該工況提出了三自由度動力學方程。分析環(huán)形刀的幾何結(jié)構(gòu)特點，推導了基于向量法的動態(tài)切厚計算公式，給出了基于數(shù)值方法的刀刃微元切觸區(qū)域的判定方法，建立了環(huán)形刀銑削加工過程中的動態(tài)切削力公式，最終建立了環(huán)形刀銑削加工三自由度穩(wěn)定性模型。采用全離散法推導求解了三自由度加工穩(wěn)定性方程。針對起落架偏心型腔

3、不同工況，在機床上采用環(huán)形刀切削加工凸臺工件和薄板工件，驗證和對比了二自由度和三自由度穩(wěn)定性預測結(jié)果。
　　隨著加工位置和加工階段的變化，薄板的動態(tài)特性也不斷變化。在機床上采用模態(tài)錘擊方法測試其不同加工位置和不同加工階段的頻響函數(shù)，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)總結(jié)變化規(guī)律，計算基于不同加工位置和加工階段的薄板三維穩(wěn)定性lobe圖，在實際切削實驗中驗證了三維穩(wěn)定性lobe圖的正確性。
　　針對窄槽、拐角等擺線加工工藝建立了基于徑向切深的螺旋立

4、銑刀擺線加工穩(wěn)定性模型。推導了基于向量法的徑向切深計算方法，給出了基于徑向切深的切入切出角的推導公式，基于振動學理論建立了基于徑向切深的螺旋立銑刀擺線銑削加工穩(wěn)定性模型。在機床上進行切削實驗對擺線加工穩(wěn)定性模型進行了驗證，基于徑向切深與加工步長的一一對應關(guān)系給出了基于擺線加工穩(wěn)定性模型的步長優(yōu)化方法。
　　本文根據(jù)起落架型腔加工不同工況建立了二自由度穩(wěn)定性、三自由度穩(wěn)定性和擺線加工穩(wěn)定性模型，為起落架型腔銑削加工參數(shù)的優(yōu)選提供了理