切削力特征值、机床结构模态参数对计算机仿真铣削振动的影响

摘要

随着计算机技术的迅速发展，计算机仿真技术已经越来越多地应用于现代科学研究中，例如，通过计算机仿真来研究机床切削振动特性，就是一种有效的手段，甚至在某种程度上，计算机仿真要比实际切削试验更经济，更方便和更有针对性，对实际的生产有一定的指导意义本文是在已有的仿真模型与程序的基础上，来定量的研究切削力特征值以及机床结构模态参数是如何来影响铣削振动的。 切削力特征值主要包括切削层单位面积切削力kc1.1，单位面积径向切削力kr1.1，单位面积背向力kp1.1和各分力方向上升指数mc，mr，mp，这些数据通过平面端铣静态切削试验测定，在不同的切削条件和多种切削方面因素下，其值将会随之变化经过计算机的仿真，发现单位面积背向力kp1.1和该方向上的上升指数mp的变化对切削稳定性极限和强迫振动振幅的影响不大；而切削层单位面积切削力kc1.1，单位面积径向切削力kr1.1和相应方向上的上升指数mc，mr对切削稳定性极限和强迫振动振幅的影响较大。 同时，本文还对机床结构模态参数是如何影响铣削振动问题进行了研究，在空间3个平移坐标的范围内，对绝对动柔度和相对动柔度共9个方向上的模态幅值模态阻尼比的变化对切削稳定性极限深度和强迫振动振幅的影响做了研究，定量的得出了一些结论，基本同相应的理论解释相符，对于实际的试验和生产有一定的指导意义。

目录

引言

1.课题的目的和意义

2.课题任务

第1章端铣平面切削过程模型

§1.1端铣平面的几何运动关系

§1.2名义铣削力计算模型

§1.3瞬时铣削力计算模型

§1.4再生效应及时间差

第2章机床结构振动系统模型

§2.1系统运动积分方程

§2.1切削过程与机床结构的相互作用

第3章平面端铣激振试验与计算机仿真原理简介

§3.1试验框架条件与原理分析

§3.2仿真原理分析

第4章切削力特征值对计算机仿真铣削振动的影响

§4.1对稳定性极限切削深度仿真结果的影响

§4.1.1单位面积背向力kp1.1和该方向上升指数mp对仿真结果的影响

§4.1.2单位面积垂直切削力kr1.1和该方向上升指数mr对仿真结果的影响

§4.1.3切削层单位面积切削力kc1.1和该方向上升指数mc对仿真结果的影响

§4.2切削力特征值对强迫振动的影响

§4.2.1切削用量对强迫振动振幅的影响

§4.2.2切削力特征值的误差对强迫振动振幅的影响

第5章机床结构模态参数对计算机仿真铣削振动的影响

§5.1固有模态对稳定性极限切削深度的影响

§5.2模态阻尼比对铣削稳定性极限深度的影响

§5.3模态动柔度幅值对铣削稳定性极限深度的影响

§5.3.1仿真结果以及分析

§5.3.2通过坐标转换来验证仿真结果

§5.4结构模态参数对强迫振动振幅的影响

§5.4.1固有模态对强迫振动振幅的影响

§5.4.2模态阻尼比对强迫振动振幅的影响

§5.4.3模态动柔度幅值对强迫振动振幅的影响

第6章结论与展望

参考文献

致谢