車(chē)銑加工中心動(dòng)態(tài)特性及其加工機(jī)理的仿真與實(shí)驗(yàn)資料VIP

1、車(chē)銑加工中心動(dòng)態(tài)特性及其加工機(jī)理的仿真與實(shí)驗(yàn)隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展 , 高檔數(shù)控機(jī)床正向高速度、高精度、高效率、復(fù)合化方向發(fā)展 , 具有諸多優(yōu)點(diǎn)的車(chē)銑加工中心是現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床發(fā)展方向之一。車(chē)銑復(fù)合功能的數(shù)控機(jī)床是近年來(lái)適應(yīng)產(chǎn)品的復(fù)雜化和生產(chǎn)的高效率要求而發(fā)展很快的機(jī)種 , 可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜零部件一次裝夾 , 完成全部加工工序 , 可以大幅度提高生產(chǎn)效率和加工精度。該加工中心可同時(shí)采用多種工藝加工方法及復(fù)雜曲面加工 , 這是航空、航天等軍工產(chǎn)品所需要的 ; 但研究開(kāi)發(fā)一臺(tái)車(chē)銑加工中心需要多種方案的反復(fù)比較及試驗(yàn) , 也需要大量的技術(shù)投資和較長(zhǎng)的開(kāi)發(fā)周期。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展 , 計(jì)算機(jī)建模與仿真成為

2、21 世紀(jì)制造業(yè)發(fā)展的重要技術(shù) , 為車(chē)銑加工中心的設(shè)計(jì)、制造和加工等方面提供了重要手段。如何利用現(xiàn)有技術(shù)有效地分析其動(dòng)態(tài)特性、加工性能等關(guān)鍵技術(shù) , 成為車(chē)銑加工中心亟待解決的問(wèn)題。本文通過(guò)采用計(jì)算機(jī)建模與仿真技術(shù)對(duì)車(chē)銑加工中心的若干關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行理論建模、仿真和實(shí)驗(yàn)綜合分析 , 為其結(jié)構(gòu)優(yōu)化、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和加工可行性提供重要參考依據(jù)。全文的主要研究?jī)?nèi)容如下 :(1) 論述課題研究的背景以及車(chē)銑加工中心國(guó)內(nèi)外發(fā)展的現(xiàn)狀, 分析車(chē)銑加工中心的特點(diǎn)及亟待研制的必要性; 綜述計(jì)算機(jī)建模與仿真技術(shù)在國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r及在高檔數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用與研究論證將計(jì)算機(jī)建模與仿真方法引入到車(chē)銑加工中心進(jìn)行研究的必要性

3、和前沿性。 (2) 采用虛擬樣機(jī)與有限元集成方法對(duì)車(chē)銑加工中心進(jìn)行協(xié)同建模, 形成具,有剛?cè)狁詈系奶摂M樣機(jī)模型 : 基于此模型對(duì)車(chē)銑加工中心進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真分析 , 解決電機(jī)參數(shù)選擇和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)等問(wèn)題。該集成仿真方法不僅接近實(shí)際情況 , 而且為加工中心的電機(jī)選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。(3) 首先采用彈簧 - 阻尼單元模擬軸承支撐的方法對(duì)車(chē)銑加工中心關(guān)鍵部件進(jìn)行模態(tài)分析 , 獲得軸承剛度對(duì)固有頻率的影響規(guī)律以及在頻響應(yīng)分析中軸承剛度和阻尼對(duì)振幅的影響規(guī)律 ; 然后采用虛擬樣機(jī)與有限元集成方法建立車(chē)銑加工中心的振動(dòng)模型 , 形成了具有剛?cè)狁詈系恼駝?dòng)系統(tǒng) , 通過(guò)對(duì)此模型進(jìn)行

4、激振仿真并獲得整機(jī)的固有頻率和位移響應(yīng) , 為該機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供參考依據(jù) ; 最后采用實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)測(cè)試方法 , 驗(yàn)證激振仿真結(jié)果的可靠性。 (4) 針對(duì)正交車(chē)銑復(fù)雜運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的變切深、變厚度的切屑問(wèn)題 , 有效建立無(wú)偏心切屑和有偏心切屑的理論模型 , 分別仿真出圓周刃的切削厚度和深度、端面刃的切削厚度和深度隨銑刀轉(zhuǎn)角的變化規(guī)律。通過(guò)三維切屑幾何形狀與實(shí)驗(yàn)形狀進(jìn)行對(duì)比分析 , 所建立的正交車(chē)銑三維切屑模型是正確的。 (5) 采用針對(duì)車(chē)銑切削力的數(shù)學(xué)建模方法 , 分別對(duì)無(wú)偏心切削力和有偏心切削力進(jìn)行仿真 , 并獲得切削力隨銑刀轉(zhuǎn)角的變化規(guī)律。基于車(chē)銑加工顫振機(jī)理建立其三維顫振理論模型 , 獲得傳遞函

5、數(shù)和車(chē)銑加工穩(wěn)定域葉瓣仿真結(jié)果圖。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證可知 , 傳遞函數(shù)和顫振穩(wěn)定域的仿真是有效的 , 可以為加工表面質(zhì)量和加工效率提供指導(dǎo)。 (6) 采用車(chē)銑加工軌跡構(gòu)造函數(shù)的方法 , 建立其表面形貌的數(shù)學(xué)模型 , 然后通過(guò)對(duì)表面形貌和表面粗糙度進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真 , 獲得出不同的加工工藝參數(shù)對(duì)表面形貌的影響規(guī)律。最后采用車(chē)銑加工表面形貌的實(shí)驗(yàn)方法 , 驗(yàn)證建模與仿真方法的有效性和可行性。同主題文章1.李瑞濤 , 方湄 , 張文明 , 彭龍洲 . 虛擬樣機(jī)技術(shù)的概念及應(yīng)用 ' J. 金屬礦山 . 2000.(07)2.姜士湖 , 閆相禎 , 李柏棟 .虛擬樣機(jī)技術(shù)在石油機(jī)械中應(yīng)用的可行性分析 &

6、#39; J.石油機(jī)械 . 2004.(04)3.徐勇 .虛擬樣機(jī)技術(shù)在精密剪切設(shè)備中的應(yīng)用研究' J.現(xiàn)代制造工程 . 2005.(06)4.自主創(chuàng)新的五軸車(chē)銑加工中心' J.世界制造技術(shù)與裝備市場(chǎng).2006.(04)5.朱海榮 , 陳鋼 , 丁克勤 , 張有忱 . 基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的游樂(lè)設(shè)施安全分析方法探討 ' J. 中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào) . 2004.(03)6.加工空間曲面的 LIECHTI造技術(shù)與裝備市場(chǎng) . 2005.(04)go-Mill350 銑削加工中心' J.世界制7.李作安 , 柏宏斌 , 陳德勤 , 潘文武 . 深化大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革談我院的數(shù)學(xué)建模 ' J. 四川理工學(xué)院學(xué)報(bào) ( 自然科學(xué)版 ). 2004.(01)8.GMX 250Slinear型機(jī)床加工中心新領(lǐng)袖' J.現(xiàn)代制造 .2007.(17)9.董春芳 , 朱玉杰 , 馮國(guó)紅 .基于 AMESim的長(zhǎng)管道液壓系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真'J. 煤礦機(jī)械 . 2010.(01)10.周曉康 .新的挑戰(zhàn)新的追求參加全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽有感'J. 蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào) . 2000.(0