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主轴一刀柄和刀柄一刀具结合面参数对稳定性Lobe图的影响

2018年01月12日09:26
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       摘要:为探索主轴一刀柄和刀柄一刀具结合面参数与立铣加工过程稳定性的关系,以主轴一刀柄和刀柄一刀具结合面参数辨识方法和两自由度立铣加工过程动力学模型为基础,研究了主轴一刀柄,以及刀柄一刀具结合面参数等因素对稳定性Lobe图的影响。结果表明:主轴一刀柄和刀柄一刀具结合面的直线刚度对稳定性Lobe图的影响最大,其他结合面参数对稳定性Lobe图均有不同程度的影响;和主轴一刀柄结合面参数相比,刀柄一刀具结合面参数尤其是转动刚度对稳定性Lobe图的影响更大。

 

      关键词:立式铣削;结合面;颤振;Lobe图

 

      0 前言

 

      随着制造技术的不断发展,高速切削日益成为制造行业中的一项关键技术,在减少工件变形、提高产品质量和加工效率方面具有无可比拟的优越性。目前,加工过程稳定性问题,特别是切削颤振已经成为制约高速切削技术快速发展的一个重要因素,它不仅会限制机床的生产率,而且会严重影响工件表面质量,大大加剧刀具磨损,极端恶化工作环境。其中,颤振和稳定状态下加工的产品表面如图1所示。

 

      图l表明,和稳定状态相比,颤振状态下加工的工件表面有明显切痕。因此,为提高立铣加工过程稳定性,通常利用稳定性Lobe图来确定切削过程中稳定和不稳定的切削区域。作为切削宽度和主轴转速的函数,稳定性Lobe图可以帮助机床操作人员选择合适的切削参数。稳定性Lobe图一般通过分析¨“。或数字时域方法"1得到,不管使用什么方法,都需要预先获取机床的动力学知识。对于两自由度立铣加工过程动力学模型来说,机床的动力学知识就是机床刀尖频响函数。目前,机床刀尖频响函数主要通过动柔度耦合子结构分析方法(Receptance Coupling SubstructureAnalysis,RCSA) 计算,可以大大减少模态锤击法的实验次数。

  

 

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