铣刀磨损对铣削稳定性及表面位置误差的影响

为了分析刀具正常磨损后铣削颤振稳定域和表面位置误差,对刀具不同磨损状态下的切削力系数进行辨识,基于全离散法研究刀具正常磨损后铣削颤振稳定域和表面位置误差特性。发现当刀具正常磨损后,铣削系统的稳态临界切深呈现上升的趋势;随着工件表面洛氏硬度的提高,铣削系统稳态临界切深逐步下降,刀具正常磨损后临界切深与后刀面无磨损临界切深的差别逐步变小;在稳定域的局部会出现表面位置误差增加的情况。试验表明,该理论模型可以有效优化刀具正常磨损后的加工参数。

微细铣削加工表面位置误差的分析与预测

微细铣削系统的动态不稳定性会导致零件表面几何精度的偏差,以微细铣削加工表面位置误差为分析对象,在不考虑可再生颤振效应的加工条件下,建立了微细铣削系统动态切削力模型,确定了表面位置误差的分析方法。采用数值分析并结合前期的铣削试验,得到了微细铣削加工的稳定域叶瓣图和表面位置误差的解析解。对比了顺铣、逆铣加工的表面位置误差,详细分析了主轴转速和轴向切削位置对表面位置误差的影响。最后,通过把稳定域叶瓣图和表面位置误差数据组合在同一个图里面进行综合分析,预测表面位置误差并优化选择加工条件。

高速铣削加工表面位置误差的频域分析（英文）

在高速铣削加工过程中,提高轴向切削深度和主轴转速可以获得较高的材料去除率,然而限制轴向切削深度提高的一个因素是加工颤振。高速铣削系统动态失稳可能导致加工零件的表面几何精度偏差。分析高速铣削的表面位置误差对表征切削过程、刀具寿命估算和加工优化都起着重要作用。因此,在不考虑再生颤振影响的前提下,提出了一种数值分析和加工实验相结合的方法来研究表面位置误差。首先,构建了高速铣削加工过程模型,然后建立了动态铣削力模型,并推导了表面位置误差的分析方法。通过数值分析和铣削实验相结合,得到了高速铣削加工的稳定性叶瓣图。接下来,研究了逆铣削加工过程的表面位置误差,并详细分析了主轴转速和轴向切削位置对表面位置误差的影响规律。最后,把稳定性叶瓣和表面位置误差数据组合在同一个图里得到了高速铣削加工的综合分析图。借助综合分析图,能预测表面位置误差和优化高速铣削的工艺条件。

铣削加工表面位置误差的可靠性灵敏度分析

铣削加工表面位置误差对工件的加工精度起决定性作用,而在铣削过程中的切削参数是随机的,传统铣削加工位置误差预测方法忽略了随机因素的影响,容易产生较大的分析误差。首先建立铣削加工过程动态模型,而后采用全离散法获取铣削加工位置误差随主轴转速的变化规律,最后推导了一种基于Kriging拟合的蒙特卡罗分析方法,开展铣削加工过程可靠性和可靠性灵敏度分析。数值算例表明,所述方法具有较高的精度和效率,且可靠性和可靠性灵敏度分析结果对于评价铣削加工过程的可靠性以及铣削加工参数的灵敏度具有重要的指导意义。

两自由度工件表面位置误差预测的研究

提出一种基于频域分析的两自由度工件表面位置误差预测方法。在铣削加工过程中强迫振动的条件下,结合刀具和工件之间的相对位移对铣刀路径进行定义,建立铣削过程中x向和y向的切削力模型。根据实验要求建立了两自由度可调谐柔性平台,对工件系统和刀具系统频响函数进行测量,并结合稳定性图表选择合适的主轴转速进行实验。

高速铣削稳定性与表面加工精度研究

考虑高速铣削过程中自激振动和强迫振动的影响,利用半离散估计技术和傅立叶展开理论研究了颤振稳定性极限和表面位置误差的关系。研究结果显示,稳定性好的区域处于系统共振区附近,加工表面误差较大,而稳定性好且加工精度高的区域位于共振区左侧,此区域可以通过表面位置误差图和稳定性极限图确定。研究结果通过铣削试验进行了验证。

薄壁构件铣削加工可靠性灵敏度分析

利用单频率法建立薄壁构件铣削稳定性及表面位置误差模型,采用Kriging方法对薄壁构件铣削稳定性及表面位置误差进行了可靠性灵敏度分析,评价铣削参数对薄壁构件铣削稳定性及表面位置误差的影响程度.研究结果表明:随薄壁构件铣削系统的阻尼比及y向刚度的增加,系统的可靠度增加;随切向力系数、固有频率、径向侵入比及轴向切深的增加,系统可靠度降低;径向力系数和每齿进给量对系统的影响较小.研究结果能为薄壁构件高速铣削加工提供合理的理论依据.

基于Z-map的弱刚性系统高速周铣表面加工精度

基于工件Z-map模型和考虑再生作用的铣削动力学模型,通过数值方法求解周铣动力学微分方程,在Matlab平台上实现了周铣加工三维表面形貌预测.参考零阶解析(ZOA)方法获得的颤振稳定性叶瓣图,研究了主轴转速与表面形貌的关系.研究结果显示:选择系统固有频率对应的主轴转速,虽然不易发生颤振,但表面加工误差较大;选择最大稳定性叶瓣的左侧对应的主轴转速,不仅稳定性好,而且表面加工误差也较小.这些研究结果得到了铣削试验的验证,可作为工程应用时选择优化切削参数的理论依据.