基于切削参数的高速铣削系统稳定性研究.pdf

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1、·设计与研究·组合机床与自动化加工技术文章编号：1001—2265(2010)11—0016—03基于切削参数的高速铣削系统稳定性研究术黎忠炎，高东强，毛志云，刘洋(陕西科技大学机电工程学院，西安710021)摘要：切削中的振动对加工质量有很大的影响，通过高速铣削试验及仿真分析，对基于工艺参数和刀具参数的高速铣削系统稳定性进行研究，得到了主轴转速、进给量、切削深度、刀具几何参数等对切削颤振系统稳定性的影响规律。试验所得结果为高速铣削加工切削用量的合理选择，特别是加工参数的优化提供了参考。关键词：高速铣削；切削参数；稳定性；切削颤振中图分类号：TH16；TG65文

2、献标识码：AHigh-speedMillingSystemStabilityStudyBasedontheCuttingParametersLIZhong—yan，GA0Dong—qiang，MAOZhi—yun，LIUYang(Shanxiuniversityofscience&technology，Xi’aft710021，China)Abstract：Cuttingvibrationhasagreatinfluenceonthequalityofprocessing．Throughhighspeedmillingexperimentandsimulatio

3、nanalysis，thehighspeedmillingsystemstabilityisstudiedbasedontheprocessparametersandtoolparameters，obtaintheinfluencelawofspindlespeed，feedrate，cuttingdepthandcut-tergeometricalparametersetctothesystemvibrationcuttingstability．theresultswillbeusedtoreasona-blyselectthehigh-speedmillin

4、gcuttingparametersandoptimizetheprocessingparameters．Keywords：high-speedmilling；cuttingparameters；stability；cuttingchatter件扩展到切削力的动力学中，提出了球头立铣的动0引言态切削力和稳定性分析模型；T．Insperger基于有限切削系统稳定性指的是机床或加工中心抵抗切维数的不连续结构假设分析单自由度模型的高速铣削过程振动(包括受迫振动和自激振动等)的能力，削过程的动态稳定性，得到不同径向切深下逆铣和也称为机床抗振性。在高速切削中，切削振动对加

5、顺铣对颤振频率和稳定性极限的影响规律。工精度会产生很大的影响，特别是当使用长径比较本文主要从高速铣削切削参数的角度对机床系大的刀具，或者是加工易变形的薄壁零件(如飞机框统加工稳定性及振动进行分析，拟得到主轴转速、进架或涡轮发动机零件)时，振动是较难避免的，除非给量、切削深度、刀具几何参数等对切削颤振系统稳使用特殊的抑制技术或使材料的去除率大大减定性的影响规律。少⋯。因此对切削系统的稳定性进行分析和预测是1机床系统稳定-陛切削条件高速切削研究的主要内容之一。目前国内外对切削稳定性的研究主要集中在系机床切削加工一般都是在有振纹的表面上进行统振颤影响因素分析、稳定性极

6、限预测模型的建立的，由振纹再生效应引发的再生型切削颤振是切削等方面，研究成果有Altintas和Budak考虑刀具和颤振的主要形态，(1)式为非线性系统的自由振动微工件之间的动态接触，采用平均傅立叶级数进行稳分方程。1定分析，用数值迭代的方法求解出最终的稳定性表m0(t)+[h—n。B]0(t)+[k一Ⅱ。A]o(t)=0(U达式，并在后来发展了一个三维的频域模型，分析模(1)拟了铣削过程中的颤振现象；英国学者F．ABRARI式中：m为机床振动系统等效质量；为颤振频率；a等将应用于球头立铣力学模型的等效直角切削条为切削深度；为刀具齿数；h，，k为机床结构的动收稿

7、日期：2010—05～12{基金项目：基金项目：国家“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项(2009ZX0400l一014—04)作者简介：黎忠炎(1985一)，男，湖南常德人，陕西科技大学机械工程学院硕士研究生，主要从事高速切削、CAE仿真等方向的研究，(E—mail)lizhong409030028@163．COHI。·16·2010年第ll期·设计与研究·态特性参数及切削过程的特性参数。以谐波平衡法解(1)式，求得稳定解应满足以下+主切削力Fc(N方程组：邑+切深抗力最FpfN恩{三一。一cB'一=。0A，／：。cz，+进给抗力刀(N)式中：A、B都是

8、0。、卢的函数，且有=。