[机械设计自动化精品] 数控铣削加工铣削力模型及模拟仿真研究

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1、毕业论文数控铣削加工铣削力模型及模拟仿真研究机械工程与自动化学院学生姓名：学号：机械设计制造及其自动化学院：专业：指导教师：2011年6月数控铣削加工铣削力模型及模拟仿真研究摘　要本文通过对以前的铣削力模型进行研究分析他们的对一些因素的忽略，并进行铣削力的验证，得出了改良的铣削力模型。通过对改良的铣削力模型进行分析，得去了对铣削力的影响因素，如：刀具齿数、进给速度、轴向切深、径向切深。利用MATLAB进行模拟仿真，观察仿真得到的图形，分析各个因素对铣削力影响的大小，其中进给速度、轴向切深对铣削力的影响最大。因此，在选择刀具的切削参数时必须慎重，这样可以提高刀具的寿命和劳动生产率。

2、关键词:铣削力,切削参数,MATLAB模拟仿真StudyonCNCmillingcuttingforcemodelandsimulationAbstractBasedonthepreviousmillingforcemodelanalysisoftheirneglectofanumberoffactors,andthemillingforceverification,obtainedanimprovedcuttingforcemodel.Improvedthroughtheanalysisofmillingforcemodel,cuttingforcetogototheimpac

3、toffactorssuchas:cutterteeth,feedrate,axialdepthofcut,radialdepthofcut.SimulationusingMATLABsimulation,thesimulatedgraphicobservation,analysisofvariousfactorsonthesizeofthemillingforce,inwhichthefeedrate,axialdepthofcutoncuttingforcethemost.So,thechoiceofcuttingtoolparameterstobecareful,thisc

4、anincreasetoollifeandproductivity.Keywords:cuttingforce,cuttingparameters,MATLABsimulation目录1绪论11.1课题研究意义11.2铣削力模型的研究进展21.2.1铣削力的经验系数建模21.2.2铣削力的理论建模31.3数控切削仿真研究方法及国内外的发展状况41.4本课题研究的内容82铣削力模型的研究92.1铣削加工特点92.2铣削力的研究102.3铣削力的验证112.4本章小结163在Malab中进行铣削力的仿真173.1Matlab软件的介绍173.2改良动态铣削力模型183.2.1铣削力系

5、数的估计233.2.2铣削力分布的预测233.3铣削力的仿真243.4本章小结334总结34参考文献：35致谢391绪论1.1课题研究意义此文的根本目的就在于准确分析加工过程中切削热与切削温度、工件变形及刀具磨损、破损等各种物理现象，以提高夹具、刀具、机床等整个工艺系统的设计精度,为合理制定切削用量、优化刀具几何参数提供重要依据。但是,在制定高速切削加工工艺规程时,切削参数的选用还没有成熟的经验公式、数据可供参考,迫切需要提供实用的参考数据。国内外许多金属切削专家、学者对切削力进行了理论分析和研究[1-3]。但要构建贴合实际的切削力模型,往往通过对具体材料的切削试验,进行大量数据

6、分析和观察后,是最有效和可靠的。因此,建立了高速铣削中碳钢的切削力预测模型,以寻找铣削参数对切削力影响的统计规律,实现在切削加工前,进行工艺设计、切削力预测和控制的目的。随着数控加工技术在生产中所占的比例大幅度提高,对数控加工中影响加工的各种因素研究也越来越多。切削力是反映加工过程的一个重要参数之一,切削力的大小与切削过程中所消耗的功率成正比关系，切削力也反映了加工工艺系统的变形，同时，切削力还直接影响切削热的产生,并进一步影响刀具的寿命等,特别对深腔薄壁零件的的变化规律有助于分析切削过程,并且根据切削力的变化规律来提高加工效率,准确分析加工过程中切削热与切削温度、工件变形及刀具

7、磨损、破损等各种物理现象,以提高夹具、刀具、机床等整个工艺系统的设计精度,为合理制定切削用量、优化刀具几何参数提供重要依据，对生产实际有重要的指导意义。在数控加工过程中，切削参数的合理选择对生产效率、加工精度的提高和生产成本的降低有非常重要的意义。例如在模具的数控加工过程中，由于其型面复杂，加工过程中切削条件不断变化，为了实现最大的生产效率和经济效益，应当对进给速度进行优化，保证加工过程中切削力保持基本恒定。如果进给率选择得当，优化后的NC程序既能保证刀具时刻都处于安全载荷的工作