面向五轴侧铣加工的零件表面形貌仿真与粗糙度预测

发布时间：2024-04-16 19:53

　　随着航空航天工业的飞速发展,人们对航空产品的流线外形提出了更高的要求。五轴联动数控机床因其出色的联动性能,被广泛用于航空航天产品的加工中。同时,为了提高加工效率,零件上的直纹面特征多半采用五轴联动侧铣来完成。五轴联动侧铣时,关于零件表面误差的分布已经有人做了大量研究,但与零件表面形貌相关的工作很少有人涉及。表面微观形貌作为工件表面质量的评价基础,它对零件的使用寿命具有重要影响。为此,我们研究五轴侧铣加工时零件的表面形貌仿真方法以及铣削振动对零件表面粗糙度的影响规律。首先,我们建立针对五轴联动侧铣的零件表面形貌仿真模型。通过获取的零件加工代码以及建立的带铣削刃的刀具几何模型,并以此来计算任意时刻铣削刃上任意点的空间坐标。然后通过计算刀齿点与离散工件表面点之间的相对位置,来判断是否保留相应的刀齿点作为刀齿在工件表面上的残留的轨迹。在整个计算仿真的过程中,工件表面的离散点在刀齿切出工件表面是需要更新。为了探究铣削力对零件表面形貌的影响,我们建立了基于离散表面的五轴铣削力建模。通过将离散的工件表面与刀具的数学模型做布尔运算来计算刀具与工件的接触区域。将刀具离散为一系列的微元,并且在每个微元处建...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景和意义
    1.2 相关研究的国内外现状
        1.2.1 表面形貌建模现状
        1.2.2 铣削力建模研究现状
    1.3 论文主要内容
第二章 五轴侧铣静态形貌建模
    2.1 刀具的几何模型
    2.2 刀齿点的运动轨迹
        2.2.1 刀具坐标系
        2.2.2 刀齿轨迹计算
    2.3 表面形貌的仿真过程
    2.4 仿真实例
        2.4.1 形貌仿真结果
        2.4.2 仿真结果后处理
    2.5 本章小结
第三章 基于表面离散的五轴铣削力建模
    3.1 瞬时切削厚度
        3.1.1 平面侧铣时的瞬时刀齿切厚
        3.1.2 五轴侧铣的瞬时刀齿切厚
    3.2 表面离散法判断接触区域
        3.2.1 表面离散方法
        3.2.2 CWE的计算流程
    3.3 铣削力模型
        3.3.1 刀具几何参数计算
        3.3.2 切削力模型
    3.4 铣削力仿真
    3.5 本章小结
第四章 五轴侧铣动态形貌建模
    4.1 动态形貌模型
    4.2 模态分析理论与模态试验
        4.2.1 模态分析理论
        4.2.2 模态实验
    4.3 动态形貌仿真
    4.4 本章小结
第五章 实验与分析
    5.1 铣削力采集实验
    5.2 表面形貌检测
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3956607