薄壁件加工過程動力學特性研究

前言 第1章 緒論 1 1.1 切削過程動力學模型 3 1.2 非線性銑削系統(tǒng)再生顫振的研究 5 1.3 非線性銑削系統(tǒng)分叉與混沌的研究 7 1.4 銑削系統(tǒng)綜合剛度場建模研究 10 1.5 本書的主要內(nèi)容 11 參考文獻 12 第2章 球頭銑削未變形切屑厚度的建模 16 2.1 球頭銑刀刀刃滯后角計算 17 2.2 刀具和工件空間坐標變換 18 2.2.1 各坐標系的定義 18 2.2.2 刀具-工件坐標系的轉(zhuǎn)換 19 2.2.3 相鄰刀心點間的坐標變換 20 2.3 未變形切屑厚度的求解 22 2.3.1 切屑厚度控制點A的求解 23 2.3.2 切屑厚度控制點B的求解 23 2.3.3 控制點A和 B的關(guān)聯(lián)計算及未變形切屑厚度 26 2.4 本章小結(jié) 28 參考文獻 28 第3章 銑削顫振穩(wěn)定域研究基礎 30 3.1 銑削動力學模型 30 3.1.1 銑削剛性件的動力學模型 30 3.1.2 銑削柔性件的動力學模型 32 3.2 全離散法 35 3.3 本章小結(jié) 40 參考文獻 40 第4章 軸向力和陀螺效應對銑削顫振穩(wěn)定域的影響 42 4.1 交變軸向力對系統(tǒng)固有頻率的影響 42 4.2 陀螺效應對銑削系統(tǒng)固有頻率的影響 44 4.3 軸向力和陀螺效應對穩(wěn)定域的影響 46 4.4 實驗驗證及分析 50 4.5 本章小結(jié) 52 參考文獻 53 第5章 銑刀磨損量對顫振穩(wěn)定域的影響 54 5.1 銑刀不同磨損階段的銑削力系數(shù) 54 5.2 基于全離散法的顫振穩(wěn)定域預測 57 5.3 基于全離散法的動態(tài)加工誤差同步預報 60 5.4 實驗驗證及分析 63 5.5 本章小結(jié) 65 參考文獻 65 第6章 銑削顫振過程的非線性振動行為 67 6.1 銑削非線性振動行為分析方法 67 6.1.1 銑削振動信號Lyapunov指數(shù)分析 67 6.1.2 銑削振動信號分形維數(shù)分析 68 6.1.3 銑削振動信號近似熵分析 69 6.2 銑削振動信號的非線性行為分析 70 6.3 銑削顫振非線性特征提取方法研究 72 6.3.1 銑削顫振特征的連續(xù)小波變換提取 72 6.3.2 基于高階譜分析的銑削顫振特征提取 75 6.4 本章小結(jié) 77 參考文獻 78 第7章 薄壁件銑削顫振穩(wěn)定域的非線性判據(jù)實驗研究 79 7.1 顫振過程的其他非線性分析方法 80 7.1.1 相平面作圖法 80 7.1.2 Poincaré映射 84 7.2 薄壁件銑削加工實驗 84 7.3 顫振穩(wěn)定域預測 92 7.4 本章小結(jié) 94 參考文獻 95 第8章 薄壁件五軸加工系統(tǒng)綜合剛度場分析 97 8.1 閉式葉片自適應采樣及法向量計算 97 8.2 閉式葉片剛度矩陣計算 98 8.3 五軸加工系統(tǒng)運動鏈模型建立 100 8.4 五軸加工系統(tǒng)綜合剛度場模型建立 103 8.5 綜合剛度場特性分析 106 8.5.1 加工系統(tǒng)的剛度性能分析 106 8.5.2 面向?qū)嶋H加工的系統(tǒng)綜合剛度性能分析 109 8.6 本章小結(jié) 116 參考文獻 116 第9章 考慮結(jié)合面的主軸系統(tǒng)動力學特性研究 118 9.1 主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)件的動力學建模 118 9.2 主軸結(jié)合面的動力學建模 121 9.2.1 考慮軸向銑削力的主軸結(jié)合面剛度計算 124 9.2.2 考慮離心力的主軸結(jié)合面剛度計算 128 9.3 主軸系統(tǒng)的整體動力學建模 129 9.4 主軸系統(tǒng)的固有頻率 130 9.4.1 考慮軸向銑削力的主軸系統(tǒng)固有頻率 130 9.4.2 考慮離心力的主軸系統(tǒng)固有頻率 131 9.5 主軸系統(tǒng)頻響函數(shù)分析 132 9.5.1 考慮軸向銑削力的主軸系統(tǒng)頻響函數(shù) 133 9.5.2 考慮離心力的主軸系統(tǒng)頻響函數(shù) 133 9.5.3 考慮預緊力和刀具參數(shù)的主軸系統(tǒng)頻響函數(shù) 134 9.6 本章小結(jié) 136 參考文獻 137 第10章 鈦合金泵葉輪加工 139 10.1 加工工藝實驗 139 10.1.1 泵葉輪簡介 139 10.1.2 泵葉輪加工工藝規(guī)劃 140 10.2 鈦合金閉式泵葉輪的動力學分析 142 10.3 鈦合金閉式泵葉輪的加工制造 146 10.4 泵葉輪的工藝優(yōu)化分析 148 10.5 本章小結(jié) 149 第11章 銑削過程動力學行為預測軟件開發(fā) 150 11.1 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境 150 11.2 模塊簡介 151 11.2.1 系統(tǒng)登錄管理模塊 151 11.2.2 表面加工模塊 152 11.2.3 薄壁件銑削穩(wěn)定性預測模塊 153 11.2.4 多軸系統(tǒng)剛度場建模模塊 158 11.2.5 振動信號特征提取模塊 161 11.2.6 系統(tǒng)幫助模塊 164 11.2.7 實驗信息模塊 164 11.3 本章小結(jié) 166