薄壁圆筒铣削的动力学分析设计论文

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1、薄壁圆筒铣削的动力学分析设计毕业论文目录1绪论11.1论文研究背景及意义11.2国内外研究现状51.2.1国内研究现状51.2.2国外研究现状61.3研究的内容及方法71.4本章小结82车铣加工方法92.1车铣加工的定义92.2车铣技术的发展历史102.3车铣技术的主要特点112.4车铣技术的主要内容122.5正交车铣运动学122.6车铣中的圆周刃、端面刃切削力132.7主要切削参数对圆周刃、端面刃切削力163薄壁回转体静力分析183.1静力分析的基本概念183.2静力分析的基本步骤183.2.1建模173.2.2加载173.2.3观察结果和后处理183.

2、3TC4薄壁件的静力分析流程193.4后处理213.5本章小结244薄壁回转体的模态分析254.1模态分析的基本概念254.2模态分析的有限元基础254.3模态分析的基本步骤294.3.1建模294.3.2加载294.3.3模态扩展304.3.4观察结果和后处理314.4TC4薄壁件的模态分析流程314.5后处理314.5.1同一厚度时不同阶的最大合位移量分析314.5.2厚度与不同阶固有频率关系分析414.6本章小结44845薄壁回转体的谐响应分析465.1谐响应分析的基本概念465.2谐响应分析的基本步骤465.2.1建模465.2.2进入ANSYS求

3、解器475.2.3观察结果和后处理475.3TC4薄壁件谐响应分析流程485.3.1建模及定义TC4薄壁件的材料属性及网格划分495.3.2进行谐响应分析的设置495.3.3加载505.3.4观察结果及后处理和1mm厚度时振幅与频率之间的关系505.3.5比较0.5mm厚度和1mm厚度的薄壁回转体谐响应分析的结果535.4本章小结56结论57致谢58参考文献59附录A英文原文61附录B汉语翻译74841绪论1.1论文研究背景及意义随着我国汽车工业，国防工业,航空工业的飞速发展和不断进步，各类薄壁回转体零件也不断涌现，薄壁回转体工件的精密加工却是机械加工业的

4、一个难点，因为此类零件的刚度很差，加工过程中力变形、热变形比较严重，零件的尺寸精度和形位精度难以达到加工要求，废品率高，生产效率很低。例如内燃机汽缸的汽缸套是内燃机中磨损最严重的零件之一，也是决定内燃机大修期的重要零件。随着人们对大功率轻质量小体积低油耗内燃机的不断追求，汽缸套变的越来越薄。如4JB1型柴油机的干式汽缸套，其外径为95mm，壁厚仅为1mm，内外壁表面粗糙度Ra0.2ｕm，重要尺寸公差和型位公差均为5级。在该类工件的切削加工中，内壁镗孔，珩磨和外圆磨削等工序常常产生强烈的振颤，加工后的缸套内壁和外壁会留下波浪型的振纹，严重影响了加工质量。又如

5、某新型号炮弹，其材料为铝合金，药腔体直径200mm，壁厚仅为2mm，且腔体壁上还有一个40mm×40mm的方形通孔。现行工艺中在对其内﹑外表面精车后，铣削方孔时工件常发生变形，废品率极高。纵上所述，影响复杂薄壁结构件加工变形的主要因素是：工件的原始残余应力、工件的装夹、工件的结构复杂程度、刀具的变形、工件受力变形、工件热变形、机床的精度与刚度以及其它因素等。在国外，随着高速切削技术的发展和应用，在航空制造中，一些大尺寸薄壁件，如：整体壁板、整体翼肋、整体隔框、以及变厚度蒙皮均采用数控高速铣削的方式加工，这些大尺寸的薄壁件减轻了飞行器的重量，提高了结构强度与

6、生产效率。所以，严格控制切削时的加工变形误差是结构件满足工作性能、装配精度和工作可靠度等要求的基本保障。由于结构件的弹性柔度特性（如某型号机翼大梁长约10多米），由切削力及切削应力所引起的构件弹性变形是不可避免的，同时这也是导致加工误差的主要原因。在设计阶段进行定量的分析，合理的进行工艺设计包括正确的选择加工工艺参数，以保证加工误差满足制造精度的要求。84工艺设计和加工过程是产品生命周期中的两个重要的环节，工艺参数合理与否将直接影响加工效率和产品的质量。因此这两个环节间的信息交流和反馈对加工尤为重要。由于加工过程极为复杂，很难凭借经验对整个过程进行评估，因

7、此，必须通过计算机仿真加以预测，以便对加工工艺和加工过程参数进行选择优化。对薄壁件用数控高速切削机床进行加工，如果我们能够建立薄壁件加工时的预评估模型，掌握加工时的动力学特性对加工精度的影响。我们就可以以此为依据对加工工艺进行合理的优化。本课题旨在研究高速车铣薄壁件时的动力学特性对加工精度的影响、分析薄壁圆筒在加工时的受力，建立薄壁圆筒在加工时的振动方程，以及各个加工参数对加工变形的影响。因此开展此课题的研究具有很强的实际意义和很高的应用价值。1.2国内外研究现状薄壁件的变形研究在国内外引起了广泛的关注，许多科技工作者在这一领域进行了深入的研究，提出了许多

8、好的方案并应用于生产实践。1.2.1国内研究现状目前国内已开展的薄