考虑静力变形影响下的薄壁件铣削颤振稳定性预报

【作者】 姜尚磊； 孙玉文；

【机构】 大连理工大学机械工程学院；

【摘要】 在薄壁件铣削加工中,静力变形是一个不可避免的现象,不仅使加工中实际径向切深偏离名义值,还导致刀具-工件啮合角边界发生改变。针对这个现象,本文提出了一个精准的考虑静力变形影响的薄壁件铣削动力学模型。模型中,为综合考虑刀具-工件接触区域内的多点接触结构动态特性和多点接触静力变形,采用有限元方法对薄壁件进行离散化处理,与此同时将工件划分成相应的轴向微元。在此基础上,提出了一个柔性迭代策略用于求解静力变形和因此导致的变化啮合角边界。进而考虑实际材料去除的影响,通过同时修正工件有限元模型的结构静、动力学刚度,获取薄壁铣削动力学系统在每个加工位置处的时变多模态动力学参数。系统的颤振稳定性通过一个拓展的二阶半离散求解得出。对此,本文设计了两种不同壁厚的薄壁件用于实验验证。从实验结果可以看出本文所提的模型能够准确地预测薄壁件铣削颤振稳定性。本文研究可为后续颤振抑制方案设计以及无颤振加工参数优化提供有效指导。更多还原