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摘要：现代高档数控机床的利用，对刀具的精度、切削性能和工作可靠性等提出了更高的要求。铣削是数控加工中非常普遍的加工方式，本论文结合刀具数字化设计的需要，以某型号方肩台阶铣刀作为探讨对象，运用有限元软件进行铣削历程仿真和刀柄/铣刀联接结构的动力学仿真。论文首先介绍了铣削加工的特点，在铣削力建模方面对前人的探讨进行了归纳总结，并选择瞬时刚性力模型作为本论文的建模策略，基于Matlab数值计算软件设计了仿真的算法流程。与有限元的铣削仿真相比，该策略在计算精度接近的情况下，极大的缩短了计算时间。为了使铣削力系数的标定更具有通用性，论文介绍了直接法和间接法两种标定策略。以直角切削和斜角切削的机理出发，对切削力与刀具几何模型、切削用量之间的联系进行了深入的探讨，验证了Armarego提出的经典模型。基于Advantedge的仿真数据，用两种策略进行了铣削力系数的标定。其中间接法标定的铣削力系数可以转换到任意的刃倾角，具有非常显著的普遍性。最后将仿真得到的铣削力用于刀具结构的动力学浅析，主要采取有限元策略。首先有限元和试验策略进行模态浅析，建立了进一步仿真需要的模型；然后采取铣削力数据建立动载荷，按照实际加工中的受力情况将其加载到铣刀上，进行了多种参数下的瞬态响应浅析，得到结构全部节点的响应位移。实际加工历程刀具的振动很难测量和监控，学术探讨中也多采取昂贵的激光位移传感器测量，有限元仿真是一种非常有作用的探讨。本论文属于刀具数字化设计和切削动力学的基础性探讨，所建立的铣削力模型和动态仿真策略，在刀具结构参数优化和切削历程稳定性预测方面具有一定的参考价值。关键词：铣削力论文铣削力系数论文有限元论文模态论文瞬态响应论文
摘要4-5
Abstract5-7
1 绪论7-15
1.1 课题来源7
1.2 课题背景7-8
1.3 国内外探讨概况8-13
1.4 本论文主要探讨内容13-15
2 铣削力建模15-24
2.1 铣削加工的特点15-16
2.2 瞬时刚性力模型16-19
2.3 铣削力仿真算法19-24
3 铣削力系数标定和铣削力仿真24-44
3.1 直接法求铣削力系数24-27
3.2 间接法求铣削力系数27-35
3.3 铣削力仿真35-44
4 刀柄/铣刀联接结构动态特性浅析44-63
4.1 有限元模态浅析45-50
4.2 试验模态浅析50-53
4.3 瞬态响应浅析53-63
5 结论与展望63-65
5.1 全文总结63-64
5.2 有着的不足和展望64-65
致谢65-66