薄壁结构件铣削加工动态特性研究.pdfVIP

机械 设计 与制造 第7期 154 Machinery Design Manufacture 2010年 7月 文章编号：1001—3997(2010)07—0154—03 薄壁结构件铣削加工动态特性研究 武 凯 何 宁 (南京理工大学，南京 210094)(南京航空航天大学，南京 210016) Studyonthemillingdynamicsofthin——walledstructurecomponents WU Kai，HENing (NanjingUniversityofscienceandtechnology，Nanjing210094，China) (NanjingUniversityofaeronauticsandastronautics，Nanjing210016，China) 【摘 要】分析了国内外有关薄壁件铣削加工力学模型、动态特性及加工变形的研究现状；在已有文 献基础上建立了侧壁铣削加工动力学分析有限元模型，并通过试验对模型进行了验证；以建立的模型为 基础，进行了大量有限元模拟分析，并对结果进行了讨论。结果表明，在一定范围内提高转速有利于减小 薄壁件加工变形，提高加工精度。 关键词：薄壁；铣削；动态；有限元；模型 A【bstract】Theexistentstudiesonthecuttingforcemodel，dynamicspropertiesandmachining 一 craftsofthethin—walledstructurecomponentsarereviewed．Thentheydnamicsanalysismodelispresent— ． edandverfiiedexperimentally．BasedOnthemodel，muchFEManalysis beencarriedout．Atlast，the analysisresultswereconcluded．hisshownthatincreasingtherotationspeedofthecutterincertainrange ishelpfultodecreasethemachiningerrorsandensurethemachiningprecision． Keywords：Thin-walled；Milling；Dynamics；FEM ；M odel 中图分类号：TH16。TG54 文献标识码 ：A 铣削加工过程中，薄壁件在切削力的作用下极易发生加工变 析模型 进行薄壁什加工过程动态特生『分析，并采用了Klinem的平 形与切削颤振，加工精度与表面质量很难保证 针对该问题，国内 均切削力模型进行动态铣削力的预测。 外学者在铣削加工力学模型 、加工过程静态、动态特性分析、加 1．1动态特性分析有限元模型 工变形控制工艺方法等领域进行了广泛研究。其 }『l，『研究薄壁件 在Jer-shyongTsai建立的动态有限元模型中，立铣刀用预扭 切削加工动态特性对抑制颤振、优化工艺参数、进而提高工件的 Timoshenko—beam单元建模，轴承用集中弹簧与阻尼器代替，工件 加工质量与加工效率具有重要的意义。本文存参考前人研究成果 划分为三维等参数单元。刀具和工件运动的有限元方程通过Ne 的基础上对薄壁侧壁加工动态特性进行了分析，为切削参数的优 mark积分方法求解。主轴、轴承和刀具系统运动的有限元方程为： 选提供了指导。 [ ]{厶(f) ]{(f)I+lK]{A(￡)}_{E(t)} (1) 1铣削加工过程动态特