铣削加工过程稳定性计算机仿真及实验研究

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1、」亩要摘要颤振，是金属切削加工过程中刀具与工件之间产生的一种强烈的相对振动，属于自激振动。颤振降低加工质量与切削效率，降低刀具、机床的使用寿命，产生污染周围环境的切削噪声，甚至导致人身伤亡与机床加工的重大事故。因而，对于颤振的研究具有较高的实际意义。首先，对颤振的机理做了比较详尽的分析和研究。然后以铣削为对象，建立了两自由度的铣削加工颤振动力学模型，并运用数字仿真技术，对动态端铣过程进行了时域仿真研究。仿真结果表明所建模型合理有效，能正确反映出动态铣削过程。其次，阐述了铣削试验方法，通过观察分析工件表面的切削表面和在机床切削点测

2、得的振动信号，分析了铣削中的强迫振动和颤振现象。颤振随切削深度或切削宽度的减小、进给量的增大而不易发生，铣削的方式对颤振也具有很大的影响，顺铣比逆铣更加容易发生颤振。强迫振动随切削速度、进给量、切削深度或切削宽度的增加而加剧。试验结果与仿真基本相符，为选择改变切削用量、减小铣削振动指出了方向。然后，介绍基于虚拟仪器技术的铣削稳定性在线监测实验系统。该实验系统灵活性强，能随时增减传感器而系统不做大的变动;实时性好，能对采集到的传感信号进行实时分析与处理;扩展性强，能够很方便的增加各种功能模块。该实验系统已应用于实际当中，效果良好。

3、关键词:颤振数值仿真试验分析铣削虚拟仪器AbstractMachiningchaterisanintensiveandrelativevibrationbetweenthecuttingtoolandtheworkpieceincuttingprocesses,whichbelongstoself-excitedvibration.itisasignificantworktoanalyzeandcontrolchatterbecauseitsoccurrenceinevitablybringsaboutthepollutiono

4、fenvironmentnoises,decreasethesurfacequality,thecuttingefficiencyandthetoollife,evenresultsinthecasualties.Firstly,themechanismofchatterisanalyzedandstudied.Basedontheestablishmentofthedynamicsmodelofmillingprocesseswithtwodegreesoffreedom,theend-millingprocessesares

5、imulatedintimedomainbyusingnumericsimulationtechnology.Theresultsofthesimulationshowthatitispracticableoftheestablishedmodeltodepictthemillingprogress.Secondly,themillingstabilityisanalyzedbasedonexperimentmethod.Theinfluencefactorsoftheforcedvibrationandchaterarestu

6、diedinmillingbyobservingandanalyzingthemachinedsurfaceandthespindlevibration.Chatercanbeweakenedwhenincreasingthefeedrate,ordecreasingthecutingdepthandcutingwidth.And,thefashionsofmillingalsoafectthechatergreatly.Chateriseasiertooccurinclimbmodethanconventionalmode.A

7、tthesametime,theamplitudeoftheforcedvibrationwillincreasewhenspeed,feedrate,cutingdepthorcuttingwidthincreasing.Theresultsoftheexperimentanalysisareinaccordwiththesimulationandgivethemethodsofmillingvibrationcontrol.Lastly,on-linecutingvibrationmonitoringsystembasedo

8、nvirtualinstrumentstechnologyisestablished.Thesystemiswithflexibility,real-timeandexpansibility.Theexperimentalsystemhasbeensuccess