平面铣削加工过程计算机仿真分析

提高生产效率、改善加工质量、降低生产成本已成为制造业者追求的首要目标。随着现代制造技术以及新材料、新刀具、新工艺和新设备的不断发展,对进行机械加工中应用最为广泛的铣削加工过程进行计算机仿真分析研究,对于提高铣削加工效率和质量及优化铣削用量参数是非常必要的。由于铣削加工具有多刃断续切削和变厚度加工等特点,因此,其切削加工机理较为复杂。本文通过金属加工、剪切理论和有限元法等多学科的交叉,采用理论建模、软件分析和实验研究相结合的方法,从金属切削原理入手,分别建立了二维铣削加工的热力耦合有限元模型和三维铣削加工的有限元模型;通过模拟仿真、实验验证和主铣削力优化模型的建立求解,对影响铣削力的因素进行了详细的研究。本文在对铣削加工过程计算机仿真分析的研究现状及趋势进行综述的基础上,以及在基于金属切削加工理论对铣削力模型的建立与分析、铣削加工过程中有限元模拟实现的理论基础和几种典型的剪切平面模型进行概括的基础上,主要研究内容和创新点有以下三个

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简要介绍了变结构控制的实现原理和一般设计流程,针对加工过程存在不确定性,提出了一种基于变结构控制的处理方...

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铣削加工作为机械制造中一种常用的切削加工工艺,被广泛应用于汽车、航空及模具制造业中机械零件的粗、精加工。由于铣削加工过程中的多刃断续切削、半封闭加工以及切削厚度随时间改变等特性,使得铣削加工机理较为复杂,加工过程容易出现颤振现象。颤振是影响零件加工质量和限制铣削加工效率的主要因素,还会降低刀具的使用寿命,损害机床的安全性。由于缺乏较为合理和实用的虚拟仿真系统对铣削加工过程动态特性的预测和振动预报,目前大多数企业在常规铣削加工(包括使用计算机数控加工系统)中,往往采用经验数据或是参考切削用量手册来选择铣削加工参数。为避免加工过程中颤振的出现及其不良影响,加工中常被迫强制改变切削加工参数,如降低切削深度或进给速度,但这却妨碍充分利用机床额定功率,导致加工工时,也即加工成本上升。在寻找解决该问题的办法中,提出一个对动态铣削加工过程进行深入、系统的理论和实验研究,开发一套实用的铣削加工过程虚拟仿真系统应是较为有效的方法。这样,在实际铣削...

(本文共154页)

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由于铣削加工的重要性，铣削过程中稳定性的研究一直是制造行业关注的热点。但是，由于铣削加工过程的复杂性和非线性，很难对其进行解析研究。随着计算机仿真方法的发展，使铣削加工过程的数字仿真和有限元模拟成为现实。本文将结合Matlab／Simulink数值仿真和DEFORM-2D有限元模拟切削两中研究方法，对铣削过程进行仿真模拟，力图找到影响铣削加工质量特性的影响因素。根据再生颤振理论，建立了两自由度铣削加工过程的动力学模型。在Matlab／Simulink仿真平台上，以面铣为研究对象，采用变步长数值积分算法(四阶Runge-Kutta算法)对动态铣削过程进行了时域仿真研究。得到了在不同切削参数下，铣削系统的力，位移和加速度等特性曲线，分析了切削参数如径向切削深度、系统阻尼比、切削刚度系数对铣削稳定性的影响。仿真结果表明，所建模型合理有效，能正确反映出动态铣削加工过程。根据金属切削的特点，分析了有限于模拟过程中的网格重划分技术和有关剪切...

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叙述了虚拟制造技术的含义、研究现状及其核心技术,分析了在虚拟制造中占有重要地位的铣削加工...

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采用神经网络和专家系统的方法,实现带宽容分层约束的铣削加工过程多目标优化,利用...

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