论文部分内容阅读
与传统的加工方式不同,高速加工具有较高的金属切除率、工件受热影响小和工件表面质量好等优点。集多轴数控、高速切削于一体的高速加工中心在模具型腔加工方面显示出高效率、高精度、高光洁度的优越性,它已成为模具制造企业标准配置设备之一。在高速加工中,经常遇到拐角。这些拐角常见的形式有:直线与直线相交,直线与圆弧相交和圆弧与圆弧相交。刀具经过拐角时切削速度和轨迹方向发生突变,啮合角增大而导致切削力和加工振动急剧上升,严重影响零件加工质量。传统的CAM软件没有很好的解决拐角加工遇到的这些问题,限制了高速加工技术的发展。本文主要从三个方面对拐角加工进行研究首先,通过一系列拐角加工工艺试验掌握工艺参数对拐角切削力和振动的影响关系,得出以下结论:①随着轴向切深、进给速度和径向切深增加,拐角切削力增加。随着主轴转速增加,拐角切削力缓慢减小。②随着拐角角度增加,拐角切削力减小。③随着主轴转速增加,加工振动在小范围内呈波动趋势,当主轴转速为20000r/min时,加工振动存在一个较大值。第二,进行拐角高速铣削切削力正交试验,得出以下结论:①轴向切深和进给速度是影响拐角切削力的主要因素,主轴转速和径向切深是影响拐角切削力的次要因素。②综合极差、方差分析,得出15°、45°和75°拐角加工的综合优化工艺参数。③运用多元线性回归方法建立了拐角高速铣削切削力预测模型,利用方差通过预测值和实测值的比对,验证了经验公式的有效性。第三,以限制拐角处径向切深为目标对刀具轨迹进行优化,得出以下结论:①通过定义过渡圆弧的始末点和圆弧半径的大小对传统过渡圆弧进行优化,避免了刀具在拐角处的径向切深骤增现象。②将循环圆摆线模型引入到拐角高速铣削中,提出了限制拐角径向切深的数学方法。通过对比试验表明:采用优化的过渡圆弧和循环圆摆线组合成的三角形加工策略相对于Cimatron策略,有切削力小、加工稳定和加工质量高的特点。