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随着科技发展和市场竞争加剧,对机床加工性能的要求愈来愈高。提高机械加工效率、把切削加工过程控制在一个高效、稳定的状态,是目前制造业面临的一个重大课题。机床的加工性能包括其加工质量和切削效率两个方面,加工质量与机床结构动态性能紧密相关,而切削效率可以用材料去除率来评定。因此,本课题从两个方面进行研究,一是通过研究振动测试诊断方法,对加工过程中的振动进行控制,从而保证加工精度。二是进行材料去除率的仿真研究,得到最优切削参数,提高切削效率。 首先对振动测试诊断与阻尼减振方法进行了研究。切削加工过程中的振动主要分为强迫振动和自激振动两类。通过合理选取、综合运用包括动态性能测试、加工过程仿真、加工过程振动测试等几种不同的测试方法,确定了振动主要原因与系统薄弱环节,并提出应根据振动类型的不同,运用不同的控制策略进行阻尼器优化设计,从而达到抑制切削振动、提高加工质量的目的。 铣削加工技术是先进制造技术中最重要的基础技术之一。针对铣削加工,基予颤振稳定性叶瓣图理论,建立了主轴转速、轴向切深和径向切深的三维稳定性极限图。并进行了稳定铣削条件下材料去除率的仿真。在一定的铣削条件下,根据绘制材料去除率的等值线图,可以快速选择最优的切削参数组合,提高了加工效率。 铣削加工过程中,当工件刀具刚度均较低或比较接近时,就不得不考虑工件刀具耦合对铣削稳定性的影响。因此,建立了工件刀具耦合动态特性分析模型,并基于同时考虑工件和刀具动态特性的铣削稳定性分析模型,绘制了考虑了刀具工件刚度比的三维稳定性图,研究了不同工件刀具刚度比对铣削稳定性的影响。