考虑力致变形影响的薄壁件铣削多点接触稳定性预测

摘要

薄壁件具有弱刚性的特点,因此在加工过程中极易诱发颤振,同时由于铣削力的存在,导致工件的变形不可避免。力致变形的存在导致径向切深的改变,从而造成切入和切出角的变化,最终影响了加工的稳定性。同时,在侧铣过程中,薄壁件动力学参数沿刀轴方向变化明显,所以在建立动力学模型时,需要同时考虑力致变形和多点接触的影响。首先,对铣削力进行了建模,并考虑了铣刀螺旋角的影响;其次,提出了一种变形量迭代提取的方法,借助Workbench软件提取了不同轴向切深处由于铣削力导致的工件变形并进行了拟合。然后,对工件进行了模态分析,提取了工件的模态振型并进行了拟合。最后,将刀-工接触域沿刀轴方向进行了离散,计算了各节点处的振型和由于铣削力导致的工件变形,综合这些因素建立了考虑力致变形的多点接触动力学模型。最后以钛合金(Ti6Al4V)为研究对象,进行了实验验证,并与未考虑力致变形的多点接触动力学模型进行了对比,证明了本文所提模型的优越性。