基于预应力施加的薄壁件铣削稳定性改善方法

标题：基于预应力施加的薄壁件铣削稳定性改善方法

摘要：本发明公开了一种基于预应力施加的薄壁件铣削稳定性改善方法，用于解决现有薄壁件铣削稳定性改善方法实用性差的技术问题。技术方案是首先通过模态锤击实验得出刀具与工件的模态参数并确定其模态使用阶数，利用时域法计算薄壁件稳定性叶瓣图，选定优化转速；然后通过有限元方法计算一系列预应力下薄壁件的固有频率，利用曲线拟合得到固有频率和预应力之间的关系；最后，通过选定优化转速对应的目标轴向极限切深为优化目标，扫描固有频率，直到该转速下轴向极限切深达到目标值时，输出所需预应力的值。本发明在不干涉走刀路径的前提下，利用施加相应大小的预应力，达到改善薄壁件铣削稳定性的目的，实用性好。

申请号：CN201810742122.6

申请日：2018/7/9

申请人：西北工业大学; 西安飞机工业(集团)有限责任公司

首项权利要求：1.一种基于预应力施加的薄壁件铣削稳定性改善方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一、将选定刀具以固定悬伸量装夹到机床主轴，工件装夹到装夹装置中，通过多点模态锤击实验得到刀具进给方向和法向的模态参数以及工件垂直于进给方向的模态参数，分析模态测试结果，确定刀具所需模态阶数nc，和工件所需模态阶数nw；
步骤二、通过时域法中半离散稳定性计算方法，带入步骤一所得模态参数，绘制薄壁件稳定性叶瓣图；
步骤三、通过步骤二得到的稳定性叶瓣图，选取目标主轴转速Sa，确定预期铣削轴向极限切深Alim；
步骤四、通过有限元方法计算预应力P为0MPa，1MPa，…，21MPa时，薄壁件对应的nw阶固有频率和模态振型；
步骤五、对步骤四得到的数据进行曲线拟合，得到薄壁件nw阶固有频率与预应力P之间的nw个关系式；
步骤六、扫描步骤四得到的固有频率，计算每一个固有频率及其对应的模态振型在选定目标主轴转速Sa时，对应的铣削轴向极限切深alim，直到该轴向极限切深满足下述公式：
alim≥Alim并记录此时的固有频率矩阵为ωwa；
步骤七、将步骤六得到的固有频率ωwa带入步骤五得到的关系式中，计算出铣削轴向极限切深所需的预应力Pn。

专利类型：发明申请