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外文翻譯
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué) 生 姓 名 孔湘成
班 級(jí) B機(jī)制077
學(xué) 號(hào) 0710101703
指 導(dǎo) 教 師 趙海濤
外文資料名稱： Modeling and simulation of 5-axis milling processes
(用外文寫)
外文資料出處： CIRP Annals - Manufacturing Technology 58 (2009) 347–350
附 件： 1.外文資料翻譯譯文
2.外文原文
指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：
簽名：
年 月 日
- 15 -
五軸銑削加工的建模和仿真
E. Budak (2)*, E. Ozturk, L.T. Tunc
孔湘成譯
摘 要：
五軸加工廣泛用于加工復(fù)雜的表面。產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率因?yàn)楦叱杀镜臋C(jī)床和相關(guān)零件而顯得極其重要。過(guò)程模型可用于選擇適當(dāng)?shù)墓に噮?shù)。盡管有很多關(guān)于銑削過(guò)程模型的研究，有關(guān)五軸銑床的卻不多。文章介紹了五軸銑削過(guò)程模型的幾何結(jié)構(gòu)、切削力和穩(wěn)定性。同時(shí)展示了模型在重要參數(shù)選擇上的應(yīng)用。一個(gè)完整的五軸加工循環(huán)可以使用一種為提取幾何參數(shù)而開(kāi)發(fā)的使用方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。
2009 CIRP
摘要：五軸銑床廣泛應(yīng)用于復(fù)雜表便的加工。機(jī)床刀具和部件的高成本使產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率顯得尤為重要。過(guò)程工藝模型可以用來(lái)選擇適當(dāng)?shù)墓に噮?shù)。盡管有很多關(guān)于銑床過(guò)程模型的研究，其中有關(guān)五軸銑床的卻不多。本文介紹了五軸銑床的幾何模型，切削力模型和穩(wěn)定性模型。同時(shí)論證了模型在重要參數(shù)選擇中的應(yīng)用。使用一種為提取切削幾何而開(kāi)發(fā)的使用函數(shù)來(lái)模擬一個(gè)完整的五軸循環(huán)。
關(guān)鍵詞：銑床 力 穩(wěn)定性
關(guān)鍵詞：銑削 力 穩(wěn)定性
1.簡(jiǎn)介
由于其能夠加工復(fù)雜曲面的特性，五軸銑削已經(jīng)成為一種應(yīng)用廣泛的加工過(guò)程。多數(shù)情況下，這些應(yīng)用由于機(jī)床的高成本而需要較高的生產(chǎn)力。五軸銑削的生產(chǎn)力和加工質(zhì)量可通過(guò)使用過(guò)程模型來(lái)提高。然而，與其他加工不同，五軸銑削只能進(jìn)行有限的建模。本文的目的是展示在五軸銑削工藝參數(shù)的選擇來(lái)提高使用過(guò)程建模與仿真的工作效率。
Altintas和Engin[1]曾用于模擬一般銑刀的端面，并用于三軸銑削甚至五軸銑削的切削力和穩(wěn)定性計(jì)算。但是，額外自由度的存在，五軸銑削的所有流程模型所需要的工具部分參與邊界都更為復(fù)雜。五軸銑削中參與約束的計(jì)算主要通過(guò)非計(jì)劃分析方法來(lái)完成。例如，Larue和Altintas [2]使用ACIS[3]實(shí)體建模環(huán)境，以確定側(cè)翼區(qū)的銑削力仿真。金等人。[4]確定了參與區(qū)域使用Z-映射。Ozturk和Budak [5] 。另一方面，確定了參與地區(qū)分析能力，并模擬了切削力和刀具變形。
顫振是在5軸加工的主要限制之一。雖然銑削顫振穩(wěn)定性已被廣泛研究
解析[6-8]和模擬[9]，這已是非常有限 為球頭銑削和5軸車銑加工。Altintas等人。[10] 延長(zhǎng)了分析加工機(jī)械模型穩(wěn)定性O(shè)zturk和Budak銑削而[11、12]包括效果的領(lǐng)導(dǎo)和傾斜角度,多用簡(jiǎn)單的方法。
力和穩(wěn)定性均可使用模型規(guī)劃分析。在計(jì)劃階段,更好的工藝參數(shù)采用模擬。然而,在五軸加工過(guò)程中，參數(shù)刀具路徑在不斷變化。在這項(xiàng)研究中,這些參數(shù)使用程序得到了[13]提取銑削理念的刀位等的數(shù)據(jù)。當(dāng)所有CAD / CAM軟件提供了CL的文件,這個(gè)方法給出了實(shí)際方法模型整合的CAD / CAM系統(tǒng)。
在下一部分，五軸銑削的幾何機(jī)構(gòu)和力模型都作了簡(jiǎn)要介紹。同樣展示了模型在引導(dǎo)和傾角選擇上的應(yīng)用。為顫振穩(wěn)定性分析中五軸加工、單——多頻的解決方案進(jìn)行了總結(jié)和用于一代的穩(wěn)定性圖解。最后一節(jié),提出了模擬的五軸加工循環(huán),說(shuō)明案例。
2. 幾何和力模型過(guò)程
比傳統(tǒng)銑操作,五軸加工由于額外自由度而使幾何結(jié)構(gòu)更復(fù)雜。在本節(jié)中,五軸加工了幾何作了簡(jiǎn)要介紹。較為詳細(xì)的分析,可以發(fā)現(xiàn),在文獻(xiàn)[5]。二坐標(biāo)系統(tǒng)可以在模擬五軸加工過(guò)程。主持一個(gè)固定的坐標(biāo)系統(tǒng)在機(jī)床。tc由刀軸和兩條相互垂直的橫向斧(x)和(y)。FCNconsists F、進(jìn)給的表面法線,N和十字進(jìn)給、C、方向(圖1)。領(lǐng)先的旋轉(zhuǎn)角度的刀軸crossfeed軸,而傾角是繞軸就進(jìn)給的表面法線方向。領(lǐng)導(dǎo)和傾斜角度機(jī)械togetherwith磨幾何、切削深度、決定跨過(guò)訂婚地區(qū)之間的刀具、工件。在圖1,約定地區(qū)開(kāi)始變化wst)和出口角沿wex刀軸是提出了一種代表案例。
刀具分為微分切割的元素確定不同接觸邊界(圖1)。參與模型[5]用來(lái)確定切割元素。微分切削力等的徑向、環(huán)和軸向方向如圖。2是根據(jù)當(dāng)?shù)氐男酒?寬度及厚度和當(dāng)?shù)厍邢髁ο禂?shù)。當(dāng)?shù)氐男酒穸群颓邢髁ο禂?shù)沿切割長(zhǎng)笛變量根據(jù)浸泡角度w與z坐標(biāo)圖3中呈現(xiàn)的。
圖1.進(jìn)刀區(qū)域，開(kāi)始和推出角度
圖2.幾何和微分切削力等工具
圖3.晶片厚度和力系數(shù)變化
切削力等進(jìn)行了計(jì)算,功率和轉(zhuǎn)矩通過(guò)整合參與部分內(nèi)部力量差的地區(qū)。工具利用撓度計(jì)算的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在地表刀具和力量產(chǎn)生分[5]。
2.1力模型結(jié)果
模型進(jìn)行了驗(yàn)證的力量有70多個(gè)切削試驗(yàn)[5]。力模型可用于領(lǐng)先的選擇以及傾斜角度。領(lǐng)導(dǎo)和傾斜的影響最大的角度對(duì)橫向切削力、Fmax xy,是一個(gè)具有代表性的仿真following-cut案例,如圖4。在切削深度和步驟都將5毫米,進(jìn)給量0.05毫米/牙齒,主軸轉(zhuǎn)速與cross-feed速度是1000元方向是否定[5]使用直徑12M,30度螺旋角和8度分前角的雙槽球型銑刀.工件材料是常用在航天工業(yè)的Ti6Al4V。
三種不同的領(lǐng)導(dǎo)和傾斜組合選擇圖。4、仿真,驗(yàn)證了切削試驗(yàn)。相比較,調(diào)查Fmax xy了模擬,如圖4。測(cè)量的變化和模擬切削力等在x,y和z方向的工具的一次旋轉(zhuǎn)了圖5為數(shù)據(jù)點(diǎn)2。代表全曲線的仿真結(jié)果而曲線標(biāo)示實(shí)驗(yàn)測(cè)量。這是看出模型的預(yù)測(cè),兩者吻合較好測(cè)量。預(yù)測(cè)誤差分布的考試表現(xiàn)在圖5。
圖4.利用實(shí)測(cè)切削力等
圖5.力量和預(yù)測(cè)誤差分布
圖6.閥瓣上的動(dòng)態(tài)力量元素l
3. 穩(wěn)定性模型
穩(wěn)定性模型、變化的投入和切割條件是考慮到把工具融入到閥瓣元素與厚度的Dz(圖6)。動(dòng)態(tài)切削力等在x,y和z方向角參考的影碟機(jī)觀看鎢浸金屬元素計(jì)算方式如下:
（）（）（）] =() （1）
在達(dá)高度的閥瓣元素在表面正常嗎方向,提單(w)是激光強(qiáng)化閥瓣的定向系數(shù)矩陣[8]參考浸泡角度動(dòng)態(tài)d .位移可表示為向量之間的差異當(dāng)前時(shí)刻的位移和一顆齒的期前(圖7):
= （2）
在t是齒型期。作為參考浸泡角度依賴于時(shí)間,提單(w)是一個(gè)時(shí)變周期定向系數(shù)矩陣。它可以表示為傅立葉級(jí)數(shù)擴(kuò)張如下[8]:
， （3）
根據(jù)傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)的定向系數(shù)穩(wěn)定,有兩處不同,制定方法[8]。在單縱模辦法只能定向系數(shù)的平均利用矩陣而單頻定向系數(shù)矩陣在超過(guò)一個(gè)周期內(nèi)解決。
3.1單縱模解決方案
在單縱模解、動(dòng)力位移向量假定由只有顫振頻率風(fēng)險(xiǎn)投資進(jìn)行支持。那時(shí),可以被定義為從傳遞函數(shù)的結(jié)構(gòu)和切削力等[11]:
（4）
Fx(t), Fy(t), Fz(t)是完全的動(dòng)態(tài)切削力量和G傳遞函數(shù)在tc。如果式(1),是寫在formdisc元素和總結(jié)式。(4)用來(lái)替換動(dòng)力位移向量,下面的特征值問(wèn)題進(jìn)行：
（5）
由于光盤的元素?cái)?shù)量，包括在分析不知道，獲得穩(wěn)定圖使用迭代程序[12]。
在3-axis平結(jié)束銑削出發(fā),研究表明,單縱模解決方案提供了一個(gè)良好的結(jié)果除低徑向浸泡就工具直徑。然而,對(duì)于低徑向浸、穩(wěn)定圖被證明是受影響多[14]。
圖7.動(dòng)態(tài)芯片的厚度
3.2多頻解決方案
在多高階的條件是解決方案,包括定向系數(shù)的表示。多種頻率的加法和減法的顫振頻率和通過(guò)頻率諧波的牙齒。在這種情況下,動(dòng)力位移矢量在用TCS從傳遞函數(shù)的G和總量動(dòng)態(tài)切削力等(15):
(6)
為解決方案,單縱模進(jìn)行式。(1)是總結(jié),并排的所有閥瓣元素和情緒智商。(6)用來(lái)替換動(dòng)力位移向量。由此產(chǎn)生的特征值問(wèn)題
既取決于顫振和牙齒通過(guò)頻率與單縱模的解決方案。數(shù)值多頻率的解決方案獲得穩(wěn)定圖[12]了。
五軸研磨精加工業(yè)務(wù),尤其用于在哪里徑向深度,即,跨過(guò)較低。因此,我們盼望能夠看到重要的多的穩(wěn)定性影響圖的基礎(chǔ)上在觀察到的平端銑削[14]。然而,受其影響鉛和傾斜角度和機(jī)械磨幾何、這些情感因素被禁止在五軸加工。這是由于這樣的事實(shí)的比例非切割到剪切時(shí)間在五軸加工較高就平端加工。這是體現(xiàn)在[12]定向系數(shù)的比較平端銑削和機(jī)械加工。
3.3．影響機(jī)床運(yùn)動(dòng)學(xué)配置
如果兩個(gè)正交方向傳遞函數(shù)并不相等，進(jìn)給方向可能會(huì)影響顫動(dòng)穩(wěn)定性。機(jī)床配置使旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)在道具面，導(dǎo)程和傾斜角度不影響進(jìn)給方向。然而,如果旋轉(zhuǎn)軸在桌子上的一面,進(jìn)給向量就一個(gè)慣性坐標(biāo)系(如下。MCS)可能會(huì)依賴于領(lǐng)導(dǎo)和傾斜角度(圖8a)。這些情況下,
傳遞函數(shù)測(cè)量必須導(dǎo)向考慮進(jìn)給方向。測(cè)得的方向傳遞函數(shù)H(iwc)
由導(dǎo)程和傾斜角度決定的TG矩陣來(lái)執(zhí)行，其FCN方向由MCS[12]決定：
(7)
3.4. 穩(wěn)定性理論模型計(jì)算結(jié)果
結(jié)果的穩(wěn)定性模型情況提出了一種用于工件材料AISI 1050鋼槽使用20毫米直徑磨機(jī)械。在模態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)的工具提示表1規(guī)定的數(shù)值。首先,領(lǐng)先的影響以及傾斜角度絕對(duì)穩(wěn)定限制使用單縱模方法體現(xiàn)在圖8b。3導(dǎo)程和傾角組合試驗(yàn)確定也暴露絕對(duì)穩(wěn)定范圍。為導(dǎo)程和傾斜的結(jié)合:(158,158)、穩(wěn)定性圖解使用單縱模和多頻率的方法產(chǎn)生。
研究發(fā)現(xiàn),所測(cè)得的顫振頻率低于預(yù)期的。這可能是由于這樣的事實(shí):最靈活的方式是表1給出了測(cè)量主軸模式,但在空轉(zhuǎn)的情況,切割時(shí)主軸的模態(tài)頻率可能會(huì)移動(dòng)?；谶@種觀察，靜態(tài)測(cè)量頻率在仿真被修改以配合預(yù)測(cè)結(jié)果。仿真分析方法沒(méi)有被修改模態(tài)數(shù)據(jù)與單縱模方法(hk0)、修改語(yǔ)氣數(shù)據(jù)與單縱模方法),hk0_mod多頻晶體方法與諧波(hk1_mod)一個(gè)了如圖9所示。我們可以發(fā)現(xiàn)達(dá)成更好的模擬穩(wěn)定圖實(shí)驗(yàn)結(jié)果改性后模態(tài)數(shù)據(jù)使用。此外,觀察到利用高次諧波產(chǎn)生的沒(méi)有改變模擬穩(wěn)定圖。調(diào)整模態(tài)數(shù)據(jù),atime-domainmodel運(yùn)行[12]在幾個(gè)主軸的速度和給出了相應(yīng)的穩(wěn)定性限制在圖9。用功率譜的模擬位移來(lái)判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性。頻率范圍和時(shí)間范圍得到的結(jié)果之間有一些由程序離散化造成的差異。在穩(wěn)定的點(diǎn)(a)和不穩(wěn)定的點(diǎn)(B)，由時(shí)域模型預(yù)測(cè)的道具功率譜在圖9中表示出來(lái)。
圖8.導(dǎo)程、傾斜的角度對(duì)進(jìn)給方向和穩(wěn)定性的影響
4.過(guò)程仿真
為模擬、切割幾何和條件必須被人知道的一般來(lái)說(shuō),盡管他們的變化,一直在五軸加工周期。研制出了一種實(shí)用的方法[13],是作了簡(jiǎn)介紹這里描述這些參數(shù)識(shí)別,以模擬完整的周期。
4.1．識(shí)別切割條件
參數(shù),如下。切削深度,走、鉛和傾斜角度分析[13]表面尖端。最后,過(guò)程模型用于模擬在一定會(huì)讓人覺(jué)得模棱兩可刀具路徑處。在每個(gè)工具切削深度的本地切削通過(guò)下定決心
有關(guān)點(diǎn)在連續(xù)的刀具軌跡,如圖10。參考文件產(chǎn)生實(shí)習(xí)得到表面的信息化,運(yùn)用了08年領(lǐng)導(dǎo)和傾斜的角度對(duì)刀具路徑。設(shè)計(jì)表面信息被用于在計(jì)算領(lǐng)導(dǎo)和傾斜角度的傳球,并未完成。摘要為了應(yīng)用該方法[13]非棱幾何學(xué)(圖10b),粗糙的工件STL格式信息的渠道和獲得從CAD軟件。
在圖10、分P1,P2和P3代表相應(yīng)的方面,在指定的粗糙表面CL點(diǎn)。切學(xué)深度是P4與P5之間的距離。P5是原料表面和穿過(guò)P4的線的交點(diǎn)并與原料表面法線（n）是一致的。通過(guò)解析幾何參數(shù)的計(jì)算從CL文件的過(guò)程模型用于模擬中五軸循環(huán)。
圖9.穩(wěn)定圖(15、-15)的組合
圖10.提取的切削深度
圖11.工具軌跡模式和工件幾何形狀
圖12.切削深度,臺(tái)階等計(jì)算
圖13歲.Fmaxxy的變化和計(jì)劃進(jìn)給量
4.2．加工的壓縮機(jī)盤
銑削加工過(guò)程的壓氣機(jī)葉片列圖。11是用分析已有的方法[13]。工藝參數(shù)鑒定出CL文件和用于力模擬、與進(jìn)給調(diào)度。工件材料是Ti6Al4V。在粗略、未完成周期20和16毫米直徑的機(jī)械工廠采用進(jìn)給率為0.16和0.12毫米/牙齒,分別。領(lǐng)先并傾斜角度是108和108。裁斷深度的變化規(guī)律,為粗跨過(guò)經(jīng)過(guò)的每一個(gè)方面給出了一根圖12。分析計(jì)算進(jìn)行了驗(yàn)證CAD軟件的樣本數(shù)據(jù)在5點(diǎn)。
未完成工序中，，在每個(gè)切割步驟接近200點(diǎn)時(shí)被模擬為每5個(gè)CL點(diǎn)。幾何參數(shù)的計(jì)算完全葉片以140 s而力模擬一個(gè)切割步驟沿著葉片需要160接一個(gè)220千兆赫雙核心的電腦。此外,進(jìn)給的調(diào)整,以保持Fmax xy幾乎恒定的在跨過(guò)是2毫米。模擬(sim)和測(cè)量經(jīng)驗(yàn)。)Fmax xy兩計(jì)劃(舒馬赫)和常數(shù)(缺點(diǎn)。)飼料情況下列圖。13歲。節(jié)省時(shí)間,25%的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用進(jìn)給調(diào)度。
5.結(jié)論
使用過(guò)程模型能夠提高五軸加工操作的生產(chǎn)效率和品質(zhì)。在本文中,介紹了為五軸銑削設(shè)計(jì)的切削力和震蕩穩(wěn)定性模型它們?cè)谶M(jìn)程參數(shù)中的作用也在實(shí)例中得到證明。結(jié)果表明,我公司的文件可提取模擬五軸循環(huán)所需參數(shù)。使用這種方法,銑削力在這個(gè)周期可以模擬,并對(duì)進(jìn)給量可以預(yù)定縮短周期時(shí)間在刀片機(jī)械上列出了例子。該方法能很容易地結(jié)合CAD / CAM軟件的五軸加工仿真操作。
參考
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畢業(yè)設(shè)計(jì)
開(kāi)題論證報(bào)告
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化
學(xué)生姓名 孔湘成
班 級(jí) B機(jī)制077
學(xué) 號(hào) 0710101703
指導(dǎo)教師 趙海濤
完成日期 2011年3月19日
課題名稱：UG基于的三軸銑床運(yùn)動(dòng)仿真
一、課題來(lái)源、課題研究的主要內(nèi)容及國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀綜述
課題來(lái)源：江淮汽車股份有限公司
課題研究的主要內(nèi)容：設(shè)計(jì)一臺(tái)簡(jiǎn)易三軸銑床，并利用UG的運(yùn)動(dòng)仿真功能實(shí)現(xiàn)銑床的三軸聯(lián)動(dòng)功能。
國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀綜述：
我國(guó)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展起步于二十世紀(jì)五十年代，通過(guò)“六五”期間引進(jìn)數(shù)控技術(shù)，“七五”期間組織消化吸收“科技攻關(guān)”，我國(guó)數(shù)控技術(shù)和數(shù)控產(chǎn)業(yè)取得了相當(dāng)大的成績(jī)。特別是最近幾年，我國(guó)數(shù)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，1998～2004年國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量和消費(fèi)量的年平均增長(zhǎng)率分別為39.3%34.9%。盡管如此，進(jìn)口機(jī)床的發(fā)展勢(shì)頭依然強(qiáng)勁，從2002年開(kāi)始，中國(guó)連續(xù)三年成為世界機(jī)床消費(fèi)第一大國(guó)、機(jī)床進(jìn)口第一大國(guó)，2004年中國(guó)機(jī)床主機(jī)消費(fèi)高達(dá)94.6億美元，但進(jìn)出口逆差嚴(yán)重，國(guó)產(chǎn)機(jī)床市場(chǎng)占有率連年下降，1999年是33.6%，2003年僅占27.7%。1999年機(jī)床進(jìn)口額為8.78億美元（7624臺(tái)），2003年達(dá)27.1億美元（23320臺(tái)），相當(dāng)于同年國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)值的2.7倍。國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床制造企業(yè)在中高檔與大型數(shù)控機(jī)床的研究開(kāi)發(fā)方面與國(guó)外的差距更加明顯，70%以上的此類設(shè)備和絕大多數(shù)的功能部件均依賴進(jìn)口。由此可以看出國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床特別是中高檔數(shù)控機(jī)床仍然缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，究其原因主要在于國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的研究開(kāi)發(fā)深度不夠、制造水平依然落后、服務(wù)意識(shí)與能力欠缺、數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)應(yīng)用推廣不力及數(shù)控人才缺乏等。
? ?我國(guó)是世界上機(jī)床產(chǎn)量最多的國(guó)家，但數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力在國(guó)際市場(chǎng)中仍處于較低水平，即使在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)也面臨著嚴(yán)峻的形勢(shì)。一方面國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)數(shù)控機(jī)床有大 量的需求；另一方面卻有不少國(guó)產(chǎn)機(jī)床滯銷積壓。國(guó)外機(jī)床產(chǎn)品占據(jù)市場(chǎng)的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響我國(guó)數(shù)控機(jī)床自主發(fā)展的勢(shì)頭。其原因除了有經(jīng)營(yíng)、產(chǎn)品質(zhì)量和促銷手段 等因素外，還有一個(gè)主要的因素就是我國(guó)生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床品種少、性能差，新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，不能及時(shí)針對(duì)用戶的需求提供滿意的產(chǎn)品。
二、本課題擬解決的問(wèn)題
1．總體設(shè)計(jì)
1）根據(jù)機(jī)床加工運(yùn)動(dòng)范圍、特點(diǎn)，制定機(jī)床總體結(jié)構(gòu)方案，具體有：
(a) 運(yùn)動(dòng)部件行程范圍；(b) 運(yùn)動(dòng)軸的布置方案
2）具體零部件設(shè)計(jì)計(jì)算，確定各部件的關(guān)鍵尺寸。
3）工程圖設(shè)計(jì)，包括：
(a) 總裝圖， (b) 三維實(shí)體圖，(c) 仿真動(dòng)畫文件， d) 主要零部件圖，(e) 有關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算、校核。
2．運(yùn)動(dòng)仿真
(a) 運(yùn)動(dòng)幅設(shè)計(jì)計(jì)算；(b) 編制零件數(shù)控程序驅(qū)動(dòng)機(jī)床運(yùn)動(dòng)。
三、解決方案及預(yù)期效果
解決方案：
1. 機(jī)械設(shè)計(jì)
2. 零件的三維造型設(shè)計(jì)
3. 零部件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析設(shè)計(jì)
4. 部件及整機(jī)的模擬裝配
5. 裝配體的仿真運(yùn)動(dòng)
預(yù)期效果：
1．銑床應(yīng)能滿足三軸聯(lián)動(dòng)加工要求，保證加工精度；
2．銑床應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝卸方便，便于維修、調(diào)整；
3．銑床盡量用通用件（安裝基座可自行設(shè)計(jì)）以便降低制造成本；
4．銑床各動(dòng)力部件用電氣控制。
四、課題進(jìn)度安排
2月21日～3月19日．畢業(yè)設(shè)計(jì)前期階段。
畢業(yè)實(shí)習(xí)，查閱資料，市場(chǎng)調(diào)查，到多個(gè)公司實(shí)踐，撰寫實(shí)習(xí)報(bào)告。
論文總體構(gòu)思方案，填寫開(kāi)題報(bào)告。
3月20日～5月7日． 設(shè)計(jì)初稿階段。
完成總體設(shè)計(jì)圖、部件圖、零件圖。
5月8日～5月25日． 中期工作階段。
完善設(shè)計(jì)圖紙，編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，中期檢查。
5月26日～5月27日．畢業(yè)設(shè)計(jì)預(yù)答辯。
5月28日～6月6日．畢業(yè)設(shè)計(jì)整改。
圖紙修改、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)修改、定稿，材料復(fù)查。
6月7日～6月8日．畢業(yè)設(shè)計(jì)材料評(píng)閱。
6月9日～6月10日．畢業(yè)答辯。
6月11日～6月15日．材料整理裝袋。
五、指導(dǎo)教師意見(jiàn)
簽名
年 月 日
六、專業(yè)系意見(jiàn)
簽名
年 月 日
七、學(xué)院意見(jiàn)
簽名
年 月 日
3
文 獻(xiàn) 資 料
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué) 生 姓 名 孔湘成
班 級(jí) B機(jī)制077
學(xué) 號(hào) 0710101703
指 導(dǎo) 教 師 趙海濤
文 獻(xiàn) 資 料
[1] 李峰; 趙杰. UG軟件在機(jī)械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)中的研究與實(shí)踐[J]. 化工高等教育,2010(06).
[2] 修珙理; 隋秀凜; 王亞萍; 葛江華; 王顯洪; 衛(wèi)芬. 基于UG的虛擬數(shù)控仿真系統(tǒng)的研究[J]. 機(jī)械工程師, 2008,(01) .
[3] 毛德君. UG基于實(shí)體的模具數(shù)控加工策略及應(yīng)用[J]. 模具制造, 2005,(09) .
[4] 李曉東; 王好臣; 李玉勝; 李曙光. 基于UGNX/IS&V的數(shù)控加工仿真[J]. 機(jī)床與液壓, 2010,(03) .
[5] 高宗為. UGNX參數(shù)化建模方法在三維零件庫(kù)創(chuàng)建上的應(yīng)用[J]. 職教與經(jīng)濟(jì)研究(婁底職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)), 2007,(03) .
[6] 余德忠; 盧干. 三軸數(shù)控機(jī)床定位誤差檢測(cè)分析及其補(bǔ)償[J]. 機(jī)械設(shè)計(jì)與研究, 2010,(04) .
[7] 唐笑; 劉壯; 趙義順. 三軸數(shù)控銑床幾何誤差軟件補(bǔ)償技術(shù)研究[J]. 中國(guó)制造業(yè)信息化, 2009,(11) .
[8] 錢春華; 錢楊林. 三軸數(shù)控銑床停機(jī)的技術(shù)性研究[J]. 機(jī)械工程師, 20010,(07) .
[9] 楊向東; 鄧大志; 魏昕; 周華. 三軸數(shù)控銑床加工圓錐螺旋槽技術(shù)[J]. 機(jī)電工程技術(shù), 2009,(04) .
[10] 張建生; 張建華; 蔡勇. 從UG模型到MCNP幾何模型轉(zhuǎn)換的改進(jìn)算法研究與實(shí)現(xiàn)[J]. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件,2010(11).
畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué) 生 姓 名 孔湘成
班 級(jí) B 機(jī) 制 077
學(xué) 號(hào) 0710101703
指 導(dǎo) 教 師 趙海濤
日 期 2011年3月5日
實(shí)習(xí)報(bào)告
一、概述
經(jīng)過(guò)四年的專業(yè)學(xué)習(xí)，我們對(duì)機(jī)械電子知識(shí)的了解已經(jīng)上升到了一定的高度,需要更多的機(jī)會(huì)去接觸生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，從而為我們畢業(yè)后的工作生活奠定基礎(chǔ)。畢業(yè)實(shí)習(xí)是我們學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化所必須經(jīng)歷的，也是畢業(yè)設(shè)計(jì)不可或缺的重要組成部分，我們可以更好的將所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，培養(yǎng)勇于探索的創(chuàng)新精神、提高動(dòng)手能力，加強(qiáng)社會(huì)活動(dòng)能力，為以后專業(yè)實(shí)習(xí)和走上工作崗位打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
二、實(shí)習(xí)過(guò)程
首先，我們到長(zhǎng)虹涂裝公司去進(jìn)行畢業(yè)實(shí)習(xí)，江蘇長(zhǎng)虹涂裝機(jī)械有限公司是專業(yè)從事汽車及配件涂裝、總裝、焊裝成套設(shè)備；工程設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)試及售后服務(wù)總承包;非標(biāo)設(shè)備、機(jī)械化、電氣及鋼結(jié)構(gòu)分包工程的企業(yè)，也是涂裝機(jī)械工程設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)試、售后服務(wù)為一體的國(guó)家汽車行業(yè)協(xié)會(huì)、涂裝行業(yè)協(xié)會(huì)定點(diǎn)生產(chǎn)企業(yè)。我們此行的目的是了解整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程以及各個(gè)生產(chǎn)線。然后，我們又到江動(dòng)集團(tuán)進(jìn)行畢業(yè)實(shí)習(xí)的工作，江動(dòng)集團(tuán)主要生產(chǎn)單缸機(jī)、多缸機(jī)、汽油機(jī)、拖拉機(jī)以及發(fā)電機(jī)組。我們此行的目的是了解機(jī)床的生產(chǎn)加工模式，以及江動(dòng)集團(tuán)高質(zhì)量、高效率的生產(chǎn)方法。最后，我們又到東方悅達(dá)起亞汽車有限公司去畢業(yè)實(shí)習(xí)，東風(fēng)悅達(dá)起亞汽車有限公司是由東風(fēng)汽車公司，江蘇悅達(dá)投資股份有限公司，韓國(guó)起亞自動(dòng)車株式會(huì)社共同組建的中外合資轎車制造企業(yè)。我們此行的目的是了解整個(gè)汽車的生產(chǎn)線，焊接，涂裝，裝配等等。由于和我的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題相關(guān)，所以主要了解了東方悅達(dá)起亞汽車有限公司。用于整個(gè)生產(chǎn)線的機(jī)器人的有很多，主要是對(duì)汽車進(jìn)行焊接，裝配，涂裝等等，大大減輕了人的工作量。
三、實(shí)習(xí)內(nèi)容
首先是安全問(wèn)題。對(duì)于任何機(jī)械廠，安全始終是重中之重，所以在實(shí)習(xí)老師的帶領(lǐng)下，首先對(duì)我們進(jìn)行了一些安全教育和以及在實(shí)習(xí)過(guò)程中的安全事項(xiàng)和需注意的項(xiàng)目。比如進(jìn)廠必須穿長(zhǎng)褲；禁止在廠里吸煙，進(jìn)廠后衣服不準(zhǔn)敞開(kāi)，外套不準(zhǔn)亂掛在身上，不得背背包進(jìn)廠；人在廠里不要成堆，不要站在生產(chǎn)主干道上；在沒(méi)有實(shí)習(xí)老師的允許情況下，不準(zhǔn)亂按按扭、開(kāi)關(guān)；
實(shí)習(xí)過(guò)程中，我們參觀了整個(gè)汽車的生產(chǎn)裝配過(guò)程。關(guān)于汽車的生產(chǎn)線，首先是利用沖床將鋼板壓成車的外殼，這是汽車制造中非常重要的步驟，它涉及汽車的線型設(shè)計(jì)及模具的沖壓設(shè)計(jì)；如果母廠不能獨(dú)立完成這個(gè)步驟，那就表示該廠的生產(chǎn)技術(shù)還沒(méi)有達(dá)到應(yīng)有的標(biāo)準(zhǔn)，充其量只不過(guò)是個(gè)裝配廠罷了。等到完成車殼后，為了便於進(jìn)行以后步驟中的焊接工作，通常都預(yù)將車體倒轉(zhuǎn)。完成初步焊接后，再將車體扶正，加裝車門及車蓋。而后設(shè)法除去車殼上各塊鋼板的毛邊與暗號(hào)，并將底盤預(yù)作防銹處理，以便進(jìn)行車體的噴漆。以上是車體部分的制造概略過(guò)程，接著要裝配大梁、防震、傳動(dòng)以及引擎等系統(tǒng)，這些部分可以說(shuō)是汽車的內(nèi)臟，非常重要；尤其是引擎，更可說(shuō)是汽車的心臟。如果一個(gè)國(guó)家的汽車工業(yè)無(wú)法完全獨(dú)立自主地完成引擎的設(shè)計(jì)與制造，那就表示這個(gè)國(guó)家的汽車工業(yè)還沒(méi)有生根。上述大梁、防震、傳動(dòng)以及引擎等裝置完成后，就可將車體由上而下吊裝于其上，構(gòu)成汽車的雛型。剩下的工作就是汽車內(nèi)部的裝潢，包括玻璃、雨刷、車座等，另外再加裝散熱器（水箱）、油壓系統(tǒng)、燃料系統(tǒng)以及車輪等，整部車就可以算是大功告成了。不過(guò)，為了保證車廠的信用與消費(fèi)者的基本安全，還必須進(jìn)行一系列的試驗(yàn)，汽車才可以出廠。這些試驗(yàn)包括了滾桶模擬試驗(yàn)、防漏試驗(yàn)以及路試等項(xiàng)目，試驗(yàn)的主旨在於測(cè)試引擎、傳動(dòng)系統(tǒng)、操縱桿、剎車、燈光及車體測(cè)漏等性能，通過(guò)這些試驗(yàn)以后，汽車就可以出廠銷售了。
四、分析
江蘇省長(zhǎng)虹涂裝集團(tuán)由幾個(gè)不同的分公司負(fù)責(zé)不同產(chǎn)品及零件的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，具有很大的集散能力，該公司的離心風(fēng)機(jī)生產(chǎn)線分配合理，整個(gè)廠房采用雙自由度的龍門吊實(shí)現(xiàn)工件的轉(zhuǎn)移和搬運(yùn)，不僅節(jié)約了空間和成本，而且大大提高了生產(chǎn)的靈活性。該廠采用先進(jìn)的數(shù)控切割機(jī)對(duì)板料進(jìn)行切削加工，不僅能保證很高的切削質(zhì)量和效率，而且大大減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
通過(guò)詢問(wèn)相關(guān)人員，我們了解到離心風(fēng)機(jī)是依靠輸入的機(jī)械能，提高氣體壓力并排送氣體的機(jī)械，它是一種從動(dòng)的流體機(jī)械。其廣泛用于工廠、礦井、隧道、冷卻塔、車輛、船舶和建筑物的通風(fēng)、排塵和冷卻；鍋爐和工業(yè)爐窯的通風(fēng)和引風(fēng)；空氣調(diào)節(jié)設(shè)備和家用電器設(shè)備中的冷卻和通風(fēng)；谷物的烘干和選送；風(fēng)洞風(fēng)源和氣墊船的充氣和推進(jìn)等。
東風(fēng)悅達(dá)起亞汽車有限公司系由東風(fēng)汽車公司、江蘇悅達(dá)投資股份有限公司、韓國(guó)起亞自動(dòng)車株式會(huì)社共同組建的中外合資轎車制造企業(yè)。第二工廠里面安裝了德國(guó)先進(jìn)的自動(dòng)化生產(chǎn)線，配備沖壓車間、焊裝車間、涂裝車間、總裝車間和發(fā)動(dòng)機(jī)車間等完整的整車生產(chǎn)配套設(shè)施。
車身的焊裝質(zhì)量直接決定著后面工序的質(zhì)量，車身的裝配質(zhì)量不良，不僅影響車外觀，還會(huì)導(dǎo)致漏雨、風(fēng)噪和車門關(guān)閉障礙的發(fā)生。汽車焊接的方法有很多，如電阻焊、氣體保護(hù)焊和激光焊等。隨著車身向著輕量化方向發(fā)展，車身材料的輕量化及車身金屬材料的非金屬化石必然趨勢(shì)。車身材料仍以鋼板為主，但是一些復(fù)合材料將得到廣泛應(yīng)用，如鍍鋅鋼板、高強(qiáng)度鋼板、鋁合金、鎂合金和高強(qiáng)度纖維復(fù)合材料。
汽車總裝配線由車身儲(chǔ)存工段、地盤裝配工段、車門分裝輸送工段、最終裝配工段、動(dòng)力總成分裝工段、前梁分裝工段、后橋分裝工段、儀表盤總成工段和發(fā)動(dòng)機(jī)總裝工段組成。
五、實(shí)習(xí)感想
大學(xué)畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告是學(xué)生完成大學(xué)四年全部課程后的最重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)。為了這次畢業(yè)實(shí)習(xí)，做準(zhǔn)備、搜集素材，了解有關(guān)的設(shè)計(jì)技術(shù)和注意事項(xiàng)。在將來(lái)機(jī)械制造將會(huì)向“四個(gè)化”發(fā)展，即柔性化、靈捷化、智能化、信息化.即使工藝裝備與工藝路線能適用于生產(chǎn)各種產(chǎn)品的需要，能適用于迅速更換工藝、更換產(chǎn)品的需要,使其與環(huán)境協(xié)調(diào)的柔性,使生產(chǎn)推向市場(chǎng)的時(shí)間最短且使得企業(yè)生產(chǎn)制造靈活多變的靈捷化,還有使制造過(guò)程物耗,人耗大大降低,高自動(dòng)化生產(chǎn),追求人的智能于機(jī)器只能高度結(jié)合的智能化以及主要使信息借助于物質(zhì)和能量的力量生產(chǎn)出價(jià)值的信息化。
“紙上得來(lái)終覺(jué)淺，絕知此事要躬行?！痹诙虝旱膶?shí)習(xí)過(guò)程中，實(shí)習(xí)中，我采用了看、問(wèn)，親自動(dòng)手等方式,對(duì)在工作中人與人的關(guān)系做了進(jìn)一步的了解,分析了人與人之間特點(diǎn),方式.我深深地感覺(jué)到自己所學(xué)知識(shí)的膚淺和在實(shí)際運(yùn)用中的專業(yè)知識(shí)的匱乏.一旦接觸到實(shí)際，才發(fā)現(xiàn)自己知道的是多么少，這時(shí)才真正領(lǐng)悟到“學(xué)無(wú)止境”的含義。
“千里之行，始于足下”，這幾天短暫而又充實(shí)的實(shí)踐，我認(rèn)為對(duì)我走向社會(huì)起到了一個(gè)非常重要作用，對(duì)將來(lái)走上工作崗位也有著很大幫助。更重要的是要向他人虛心求教，遵守組織紀(jì)律和單位規(guī)章制度，與人文明交往等一些做人處世的基本原則都要在實(shí)際生活中認(rèn)真的貫徹，好的習(xí)慣也要在實(shí)際生活中不斷培養(yǎng)。領(lǐng)導(dǎo)和同事們的經(jīng)驗(yàn),好的習(xí)慣和他們的知識(shí)也會(huì)是我們?nèi)松械囊淮髮氋F的財(cái)富.這次實(shí)踐更讓我肯定了做事先做人的道理,要明白做人的道理，如何與人相處是現(xiàn)代社會(huì)的做人的一個(gè)最基本的問(wèn)題。對(duì)于自己這樣一個(gè)即將步入社會(huì)的人來(lái)說(shuō)，需要學(xué)習(xí)的東西很多，他們就是最好的老師，正所謂“三人行，必有我?guī)煛?，我們可以向他們學(xué)習(xí)很多知識(shí)、道理。
3
外文翻譯
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué) 生 姓 名 孔湘成
班 級(jí) B機(jī)制077
學(xué) 號(hào) 0710101703
指 導(dǎo) 教 師 趙海濤
外文資料名稱： Modeling and simulation of 5-axis milling processes
(用外文寫)
外文資料出處： CIRP Annals - Manufacturing Technology 58 (2009) 347–350
附 件： 1.外文資料翻譯譯文
2.外文原文
指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：
簽名：
年 月 日
- 15 -
五軸銑削加工的建模和仿真
E. Budak (2)*, E. Ozturk, L.T. Tunc
孔湘成譯
摘 要：
五軸加工廣泛用于加工復(fù)雜的表面。產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率因?yàn)楦叱杀镜臋C(jī)床和相關(guān)零件而顯得極其重要。過(guò)程模型可用于選擇適當(dāng)?shù)墓に噮?shù)。盡管有很多關(guān)于銑削過(guò)程模型的研究，有關(guān)五軸銑床的卻不多。文章介紹了五軸銑削過(guò)程模型的幾何結(jié)構(gòu)、切削力和穩(wěn)定性。同時(shí)展示了模型在重要參數(shù)選擇上的應(yīng)用。一個(gè)完整的五軸加工循環(huán)可以使用一種為提取幾何參數(shù)而開(kāi)發(fā)的使用方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。
2009 CIRP
摘要：五軸銑床廣泛應(yīng)用于復(fù)雜表便的加工。機(jī)床刀具和部件的高成本使產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率顯得尤為重要。過(guò)程工藝模型可以用來(lái)選擇適當(dāng)?shù)墓に噮?shù)。盡管有很多關(guān)于銑床過(guò)程模型的研究，其中有關(guān)五軸銑床的卻不多。本文介紹了五軸銑床的幾何模型，切削力模型和穩(wěn)定性模型。同時(shí)論證了模型在重要參數(shù)選擇中的應(yīng)用。使用一種為提取切削幾何而開(kāi)發(fā)的使用函數(shù)來(lái)模擬一個(gè)完整的五軸循環(huán)。
關(guān)鍵詞：銑床 力 穩(wěn)定性
關(guān)鍵詞：銑削 力 穩(wěn)定性
1.簡(jiǎn)介
由于其能夠加工復(fù)雜曲面的特性，五軸銑削已經(jīng)成為一種應(yīng)用廣泛的加工過(guò)程。多數(shù)情況下，這些應(yīng)用由于機(jī)床的高成本而需要較高的生產(chǎn)力。五軸銑削的生產(chǎn)力和加工質(zhì)量可通過(guò)使用過(guò)程模型來(lái)提高。然而，與其他加工不同，五軸銑削只能進(jìn)行有限的建模。本文的目的是展示在五軸銑削工藝參數(shù)的選擇來(lái)提高使用過(guò)程建模與仿真的工作效率。
Altintas和Engin[1]曾用于模擬一般銑刀的端面，并用于三軸銑削甚至五軸銑削的切削力和穩(wěn)定性計(jì)算。但是，額外自由度的存在，五軸銑削的所有流程模型所需要的工具部分參與邊界都更為復(fù)雜。五軸銑削中參與約束的計(jì)算主要通過(guò)非計(jì)劃分析方法來(lái)完成。例如，Larue和Altintas [2]使用ACIS[3]實(shí)體建模環(huán)境，以確定側(cè)翼區(qū)的銑削力仿真。金等人。[4]確定了參與區(qū)域使用Z-映射。Ozturk和Budak [5] 。另一方面，確定了參與地區(qū)分析能力，并模擬了切削力和刀具變形。
顫振是在5軸加工的主要限制之一。雖然銑削顫振穩(wěn)定性已被廣泛研究
解析[6-8]和模擬[9]，這已是非常有限 為球頭銑削和5軸車銑加工。Altintas等人。[10] 延長(zhǎng)了分析加工機(jī)械模型穩(wěn)定性O(shè)zturk和Budak銑削而[11、12]包括效果的領(lǐng)導(dǎo)和傾斜角度,多用簡(jiǎn)單的方法。
力和穩(wěn)定性均可使用模型規(guī)劃分析。在計(jì)劃階段,更好的工藝參數(shù)采用模擬。然而,在五軸加工過(guò)程中，參數(shù)刀具路徑在不斷變化。在這項(xiàng)研究中,這些參數(shù)使用程序得到了[13]提取銑削理念的刀位等的數(shù)據(jù)。當(dāng)所有CAD / CAM軟件提供了CL的文件,這個(gè)方法給出了實(shí)際方法模型整合的CAD / CAM系統(tǒng)。
在下一部分，五軸銑削的幾何機(jī)構(gòu)和力模型都作了簡(jiǎn)要介紹。同樣展示了模型在引導(dǎo)和傾角選擇上的應(yīng)用。為顫振穩(wěn)定性分析中五軸加工、單——多頻的解決方案進(jìn)行了總結(jié)和用于一代的穩(wěn)定性圖解。最后一節(jié),提出了模擬的五軸加工循環(huán),說(shuō)明案例。
2. 幾何和力模型過(guò)程
比傳統(tǒng)銑操作,五軸加工由于額外自由度而使幾何結(jié)構(gòu)更復(fù)雜。在本節(jié)中,五軸加工了幾何作了簡(jiǎn)要介紹。較為詳細(xì)的分析,可以發(fā)現(xiàn),在文獻(xiàn)[5]。二坐標(biāo)系統(tǒng)可以在模擬五軸加工過(guò)程。主持一個(gè)固定的坐標(biāo)系統(tǒng)在機(jī)床。tc由刀軸和兩條相互垂直的橫向斧(x)和(y)。FCNconsists F、進(jìn)給的表面法線,N和十字進(jìn)給、C、方向(圖1)。領(lǐng)先的旋轉(zhuǎn)角度的刀軸crossfeed軸,而傾角是繞軸就進(jìn)給的表面法線方向。領(lǐng)導(dǎo)和傾斜角度機(jī)械togetherwith磨幾何、切削深度、決定跨過(guò)訂婚地區(qū)之間的刀具、工件。在圖1,約定地區(qū)開(kāi)始變化wst)和出口角沿wex刀軸是提出了一種代表案例。
刀具分為微分切割的元素確定不同接觸邊界(圖1)。參與模型[5]用來(lái)確定切割元素。微分切削力等的徑向、環(huán)和軸向方向如圖。2是根據(jù)當(dāng)?shù)氐男酒?寬度及厚度和當(dāng)?shù)厍邢髁ο禂?shù)。當(dāng)?shù)氐男酒穸群颓邢髁ο禂?shù)沿切割長(zhǎng)笛變量根據(jù)浸泡角度w與z坐標(biāo)圖3中呈現(xiàn)的。
圖1.進(jìn)刀區(qū)域，開(kāi)始和推出角度
圖2.幾何和微分切削力等工具
圖3.晶片厚度和力系數(shù)變化
切削力等進(jìn)行了計(jì)算,功率和轉(zhuǎn)矩通過(guò)整合參與部分內(nèi)部力量差的地區(qū)。工具利用撓度計(jì)算的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在地表刀具和力量產(chǎn)生分[5]。
2.1力模型結(jié)果
模型進(jìn)行了驗(yàn)證的力量有70多個(gè)切削試驗(yàn)[5]。力模型可用于領(lǐng)先的選擇以及傾斜角度。領(lǐng)導(dǎo)和傾斜的影響最大的角度對(duì)橫向切削力、Fmax xy,是一個(gè)具有代表性的仿真following-cut案例,如圖4。在切削深度和步驟都將5毫米,進(jìn)給量0.05毫米/牙齒,主軸轉(zhuǎn)速與cross-feed速度是1000元方向是否定[5]使用直徑12M,30度螺旋角和8度分前角的雙槽球型銑刀.工件材料是常用在航天工業(yè)的Ti6Al4V。
三種不同的領(lǐng)導(dǎo)和傾斜組合選擇圖。4、仿真,驗(yàn)證了切削試驗(yàn)。相比較,調(diào)查Fmax xy了模擬,如圖4。測(cè)量的變化和模擬切削力等在x,y和z方向的工具的一次旋轉(zhuǎn)了圖5為數(shù)據(jù)點(diǎn)2。代表全曲線的仿真結(jié)果而曲線標(biāo)示實(shí)驗(yàn)測(cè)量。這是看出模型的預(yù)測(cè),兩者吻合較好測(cè)量。預(yù)測(cè)誤差分布的考試表現(xiàn)在圖5。
圖4.利用實(shí)測(cè)切削力等
圖5.力量和預(yù)測(cè)誤差分布
圖6.閥瓣上的動(dòng)態(tài)力量元素l
3. 穩(wěn)定性模型
穩(wěn)定性模型、變化的投入和切割條件是考慮到把工具融入到閥瓣元素與厚度的Dz(圖6)。動(dòng)態(tài)切削力等在x,y和z方向角參考的影碟機(jī)觀看鎢浸金屬元素計(jì)算方式如下:
（）（）（）] =() （1）
在達(dá)高度的閥瓣元素在表面正常嗎方向,提單(w)是激光強(qiáng)化閥瓣的定向系數(shù)矩陣[8]參考浸泡角度動(dòng)態(tài)d .位移可表示為向量之間的差異當(dāng)前時(shí)刻的位移和一顆齒的期前(圖7):
= （2）
在t是齒型期。作為參考浸泡角度依賴于時(shí)間,提單(w)是一個(gè)時(shí)變周期定向系數(shù)矩陣。它可以表示為傅立葉級(jí)數(shù)擴(kuò)張如下[8]:
， （3）
根據(jù)傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)的定向系數(shù)穩(wěn)定,有兩處不同,制定方法[8]。在單縱模辦法只能定向系數(shù)的平均利用矩陣而單頻定向系數(shù)矩陣在超過(guò)一個(gè)周期內(nèi)解決。
3.1單縱模解決方案
在單縱模解、動(dòng)力位移向量假定由只有顫振頻率風(fēng)險(xiǎn)投資進(jìn)行支持。那時(shí),可以被定義為從傳遞函數(shù)的結(jié)構(gòu)和切削力等[11]:
（4）
Fx(t), Fy(t), Fz(t)是完全的動(dòng)態(tài)切削力量和G傳遞函數(shù)在tc。如果式(1),是寫在formdisc元素和總結(jié)式。(4)用來(lái)替換動(dòng)力位移向量,下面的特征值問(wèn)題進(jìn)行：
（5）
由于光盤的元素?cái)?shù)量，包括在分析不知道，獲得穩(wěn)定圖使用迭代程序[12]。
在3-axis平結(jié)束銑削出發(fā),研究表明,單縱模解決方案提供了一個(gè)良好的結(jié)果除低徑向浸泡就工具直徑。然而,對(duì)于低徑向浸、穩(wěn)定圖被證明是受影響多[14]。
圖7.動(dòng)態(tài)芯片的厚度
3.2多頻解決方案
在多高階的條件是解決方案,包括定向系數(shù)的表示。多種頻率的加法和減法的顫振頻率和通過(guò)頻率諧波的牙齒。在這種情況下,動(dòng)力位移矢量在用TCS從傳遞函數(shù)的G和總量動(dòng)態(tài)切削力等(15):
(6)
為解決方案,單縱模進(jìn)行式。(1)是總結(jié),并排的所有閥瓣元素和情緒智商。(6)用來(lái)替換動(dòng)力位移向量。由此產(chǎn)生的特征值問(wèn)題
既取決于顫振和牙齒通過(guò)頻率與單縱模的解決方案。數(shù)值多頻率的解決方案獲得穩(wěn)定圖[12]了。
五軸研磨精加工業(yè)務(wù),尤其用于在哪里徑向深度,即,跨過(guò)較低。因此,我們盼望能夠看到重要的多的穩(wěn)定性影響圖的基礎(chǔ)上在觀察到的平端銑削[14]。然而,受其影響鉛和傾斜角度和機(jī)械磨幾何、這些情感因素被禁止在五軸加工。這是由于這樣的事實(shí)的比例非切割到剪切時(shí)間在五軸加工較高就平端加工。這是體現(xiàn)在[12]定向系數(shù)的比較平端銑削和機(jī)械加工。
3.3．影響機(jī)床運(yùn)動(dòng)學(xué)配置
如果兩個(gè)正交方向傳遞函數(shù)并不相等，進(jìn)給方向可能會(huì)影響顫動(dòng)穩(wěn)定性。機(jī)床配置使旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)在道具面，導(dǎo)程和傾斜角度不影響進(jìn)給方向。然而,如果旋轉(zhuǎn)軸在桌子上的一面,進(jìn)給向量就一個(gè)慣性坐標(biāo)系(如下。MCS)可能會(huì)依賴于領(lǐng)導(dǎo)和傾斜角度(圖8a)。這些情況下,
傳遞函數(shù)測(cè)量必須導(dǎo)向考慮進(jìn)給方向。測(cè)得的方向傳遞函數(shù)H(iwc)
由導(dǎo)程和傾斜角度決定的TG矩陣來(lái)執(zhí)行，其FCN方向由MCS[12]決定：
(7)
3.4. 穩(wěn)定性理論模型計(jì)算結(jié)果
結(jié)果的穩(wěn)定性模型情況提出了一種用于工件材料AISI 1050鋼槽使用20毫米直徑磨機(jī)械。在模態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)的工具提示表1規(guī)定的數(shù)值。首先,領(lǐng)先的影響以及傾斜角度絕對(duì)穩(wěn)定限制使用單縱模方法體現(xiàn)在圖8b。3導(dǎo)程和傾角組合試驗(yàn)確定也暴露絕對(duì)穩(wěn)定范圍。為導(dǎo)程和傾斜的結(jié)合:(158,158)、穩(wěn)定性圖解使用單縱模和多頻率的方法產(chǎn)生。
研究發(fā)現(xiàn),所測(cè)得的顫振頻率低于預(yù)期的。這可能是由于這樣的事實(shí):最靈活的方式是表1給出了測(cè)量主軸模式,但在空轉(zhuǎn)的情況,切割時(shí)主軸的模態(tài)頻率可能會(huì)移動(dòng)。基于這種觀察，靜態(tài)測(cè)量頻率在仿真被修改以配合預(yù)測(cè)結(jié)果。仿真分析方法沒(méi)有被修改模態(tài)數(shù)據(jù)與單縱模方法(hk0)、修改語(yǔ)氣數(shù)據(jù)與單縱模方法),hk0_mod多頻晶體方法與諧波(hk1_mod)一個(gè)了如圖9所示。我們可以發(fā)現(xiàn)達(dá)成更好的模擬穩(wěn)定圖實(shí)驗(yàn)結(jié)果改性后模態(tài)數(shù)據(jù)使用。此外,觀察到利用高次諧波產(chǎn)生的沒(méi)有改變模擬穩(wěn)定圖。調(diào)整模態(tài)數(shù)據(jù),atime-domainmodel運(yùn)行[12]在幾個(gè)主軸的速度和給出了相應(yīng)的穩(wěn)定性限制在圖9。用功率譜的模擬位移來(lái)判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性。頻率范圍和時(shí)間范圍得到的結(jié)果之間有一些由程序離散化造成的差異。在穩(wěn)定的點(diǎn)(a)和不穩(wěn)定的點(diǎn)(B)，由時(shí)域模型預(yù)測(cè)的道具功率譜在圖9中表示出來(lái)。
圖8.導(dǎo)程、傾斜的角度對(duì)進(jìn)給方向和穩(wěn)定性的影響
4.過(guò)程仿真
為模擬、切割幾何和條件必須被人知道的一般來(lái)說(shuō),盡管他們的變化,一直在五軸加工周期。研制出了一種實(shí)用的方法[13],是作了簡(jiǎn)介紹這里描述這些參數(shù)識(shí)別,以模擬完整的周期。
4.1．識(shí)別切割條件
參數(shù),如下。切削深度,走、鉛和傾斜角度分析[13]表面尖端。最后,過(guò)程模型用于模擬在一定會(huì)讓人覺(jué)得模棱兩可刀具路徑處。在每個(gè)工具切削深度的本地切削通過(guò)下定決心
有關(guān)點(diǎn)在連續(xù)的刀具軌跡,如圖10。參考文件產(chǎn)生實(shí)習(xí)得到表面的信息化,運(yùn)用了08年領(lǐng)導(dǎo)和傾斜的角度對(duì)刀具路徑。設(shè)計(jì)表面信息被用于在計(jì)算領(lǐng)導(dǎo)和傾斜角度的傳球,并未完成。摘要為了應(yīng)用該方法[13]非棱幾何學(xué)(圖10b),粗糙的工件STL格式信息的渠道和獲得從CAD軟件。
在圖10、分P1,P2和P3代表相應(yīng)的方面,在指定的粗糙表面CL點(diǎn)。切學(xué)深度是P4與P5之間的距離。P5是原料表面和穿過(guò)P4的線的交點(diǎn)并與原料表面法線（n）是一致的。通過(guò)解析幾何參數(shù)的計(jì)算從CL文件的過(guò)程模型用于模擬中五軸循環(huán)。
圖9.穩(wěn)定圖(15、-15)的組合
圖10.提取的切削深度
圖11.工具軌跡模式和工件幾何形狀
圖12.切削深度,臺(tái)階等計(jì)算
圖13歲.Fmaxxy的變化和計(jì)劃進(jìn)給量
4.2．加工的壓縮機(jī)盤
銑削加工過(guò)程的壓氣機(jī)葉片列圖。11是用分析已有的方法[13]。工藝參數(shù)鑒定出CL文件和用于力模擬、與進(jìn)給調(diào)度。工件材料是Ti6Al4V。在粗略、未完成周期20和16毫米直徑的機(jī)械工廠采用進(jìn)給率為0.16和0.12毫米/牙齒,分別。領(lǐng)先并傾斜角度是108和108。裁斷深度的變化規(guī)律,為粗跨過(guò)經(jīng)過(guò)的每一個(gè)方面給出了一根圖12。分析計(jì)算進(jìn)行了驗(yàn)證CAD軟件的樣本數(shù)據(jù)在5點(diǎn)。
未完成工序中，，在每個(gè)切割步驟接近200點(diǎn)時(shí)被模擬為每5個(gè)CL點(diǎn)。幾何參數(shù)的計(jì)算完全葉片以140 s而力模擬一個(gè)切割步驟沿著葉片需要160接一個(gè)220千兆赫雙核心的電腦。此外,進(jìn)給的調(diào)整,以保持Fmax xy幾乎恒定的在跨過(guò)是2毫米。模擬(sim)和測(cè)量經(jīng)驗(yàn)。)Fmax xy兩計(jì)劃(舒馬赫)和常數(shù)(缺點(diǎn)。)飼料情況下列圖。13歲。節(jié)省時(shí)間,25%的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用進(jìn)給調(diào)度。
5.結(jié)論
使用過(guò)程模型能夠提高五軸加工操作的生產(chǎn)效率和品質(zhì)。在本文中,介紹了為五軸銑削設(shè)計(jì)的切削力和震蕩穩(wěn)定性模型它們?cè)谶M(jìn)程參數(shù)中的作用也在實(shí)例中得到證明。結(jié)果表明,我公司的文件可提取模擬五軸循環(huán)所需參數(shù)。使用這種方法,銑削力在這個(gè)周期可以模擬,并對(duì)進(jìn)給量可以預(yù)定縮短周期時(shí)間在刀片機(jī)械上列出了例子。該方法能很容易地結(jié)合CAD / CAM軟件的五軸加工仿真操作。
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