高速加工条件下铣削过程模拟研究.pdf

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1、高速加工条件下铣削过程模拟研究张志超2015年12月5日中图分类号：UDC分类号：高速加工条件下铣削过程模拟研究作者姓名张志超学院名称继续教育学院指导教师张虎答辩委员会主席刘佳教授申请学位级别工学硕士学科专业机械制造及自动化学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年12月20日TheSimulationofTheMillingProcessUnderTheConditionOfHighSpeedMachiningCandidate：ZhangZhichaoSupervisor：ZhangHuDepartment：BeijingInstituteofTechnologyDate

2、：December，20，2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：摘要高速切削技术是先进制造技术的主要部分，是加工技术的主体，与传统加工技术相比，高速切削既提高加工质量和效率，又为绿色制造提供了技术支撑。研究高速加工理论，开发工艺，推广技术，是先进制

3、造技术的主要内容。本文对数控铣削加工工艺参数，高速铣削过程中的铣削力以及刀具运动切屑形成机理进行了研究。首先研究了铣削速度、每齿进给量、径向切深、刀具磨损程度对铣削力的影响。与常规切削相同，高速切削中的切削力也是切削过程重要的物理现象，包含切削变形、摩擦磨损、振动等多种信息。高速切削的切削力由于切屑的集中剪切滑移，其变化规律具有自身的特性；同时，高速切削中刀具与工件高速碰撞，特别对于铣削加工之类的断续切削，高频冲击特性非常明显。本文以钛合金高速铣削为例，重点分析钦合金高速铣削力的特性和变化规律。其次对加工过程进行模拟分析，建立切削加工模拟的仿真模型和刀具磨损模型。优质、高效、经济

4、(低成本)的生产加工过程长期以来一直是人们追求的目标。多年来，人们进行了大量的研究工作，通过建立解析模型和经验模型的方法来有效描述和分析某一特定的制造过程，既可以节约一定的时间快速得到一种相对稳定的制造工艺，又可以初步确定可行的制造工艺，并进一步优化在生产中应用。最后研究了高速切削切屑的变形机理，分析切屑变形的一般规律，高速切削条件下的切屑形态，难加工材料的切屑变形特点以及以镍基高温合金为例，分析集中剪切滑移的形成模型，并对高速切削切屑的变形进行了有限元模拟。关键词：高速加工；高速切削力；力学模型；加工模拟；切屑变形机理IAbstractHigh-speedcuttingtech

5、nologyisthemainpartoftheadvancedmanufacturingtechnology,isthemainprocessingtechnology,comparedtotraditionalprocessingtechnology,high-speedcuttingbothtoimproveprocessingqualityandefficiency,butalsoprovidetechnicalsupportforgreenmanufacturing.Researchonhigh-speedmachiningtheory,thedevelopmentpr

6、ocess,promotionoftechnology,isthemaincontentofadvancedmanufacturingtechnology.Inthispaper,CNCmillingprocessparametersduringhigh-speedmillingforceandmillingtoolmotionchipformationmechanismwasstudied.Firstlythemillingspeed,feedratepertooth,theradialdepthofcut,toolwearinfluencethedegreeofmilling

7、force.Avarietyofinformationwiththesameconventionalcutting,highspeedcuttinginthecuttingprocessofcuttingforceisalsoimportantphysicalphenomena,includingcuttingdeformation,frictionandwear,vibrationsandthelike.HSMcuttingforceduetothechipconcentrat