目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 復(fù)雜型面拼接模具銑削過程動力學(xué)研究的目的和意義 1
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析 4
1.2.1 自由曲面淬硬鋼模具銑削力建模與仿真研究現(xiàn)狀 4
1.2.2 自由曲面銑削穩(wěn)定性及顫振預(yù)測研究現(xiàn)狀 8
1.2.3 加工工藝系統(tǒng)綜合剛度場研究現(xiàn)狀 14
1.2.4 銑削表面形貌數(shù)值仿真與評價研究現(xiàn)狀 15
1.2.5 加工誤差在機測量技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 19
1.2.6 曲面銑削加工誤差反演控制研究 21
參考文獻 23
第2章 自由曲面淬硬鋼模具銑削力建模與仿真 31
2.1 自由曲面的球頭銑削特征 31
2.1.1 自由曲面模具二次型基底 31
2.1.2 自由曲面的曲率特征 32
2.1.3 自由曲面銑削刀具加工傾角 33
2.1.4 球頭銑刀刃線幾何特征 34
2.1.5 球頭銑刀銑削刀齒三維擺線軌跡 35
2.2 自由曲面曲率對切觸區(qū)的影響 39
2.2.1 行距方向曲面曲率對軸向切觸角的影響 39
2.2.2 進給方向曲面曲率對水平切觸角的影響 40
2.2.3 前傾角和軸向切觸角對刀工接觸區(qū)的影響 42
2.2.4 三維擺線軌跡對未變形切屑厚度的影響規(guī)律 43
2.3 球頭銑刀銑削自由曲面銑削力預(yù)測模型 45
2.3.1 球頭銑刀銑削自由曲面未變形切屑厚度建模 45
2.3.2 球頭銑刀銑削自由曲面銑削力仿真 46
2.4 球頭銑刀銑削自由曲面淬硬鋼模具銑削力實驗 49
2.5 本章小結(jié) 56
參考文獻 56
第3章 考慮刀工接觸區(qū)變形的曲面模具銑削力研究 58
3.1 球頭銑削刀具偏擺對切削刃離散微元的影響 58
3.1.1 球頭銑刀偏擺仿真 58
3.1.2 切削刃離散位置變形分析 59
3.2 考慮球頭銑刀變形的未變形切屑厚度模型 61
3.2.1 考慮球頭銑刀變形的刀齒三維擺線軌跡 61
3.2.2 考慮切削區(qū)變形的未變形切屑厚度模型修正 63
3.2.3 球頭銑刀變形對未變形切屑厚度的影響規(guī)律 66
3.3 考慮球頭銑刀變形的刀工接觸區(qū)分析及銑削力模型修正 67
3.3.1 切削層面積及銑削力模型修正 67
3.3.2 凸曲面模具刀工接觸區(qū)仿真與分析 68
3.4 球頭銑刀銑削凸曲面淬硬鋼模具銑削力實驗 72
3.5 本章小結(jié) 75
參考文獻 75
第4章 自由曲面加工特征對銑削穩(wěn)定性的影響 77
4.1 考慮變時滯參數(shù)的未變形切屑厚度模型 77
4.1.1 自由曲面球頭銑削變時滯參數(shù)分析 77
4.1.2 未變形切屑厚度模型的修正 79
4.2 基于全離散法的銑削穩(wěn)定域預(yù)測 81
4.3 淬硬鋼模具型面曲率和前傾角對銑削穩(wěn)定域的影響 83
4.3.1 淬硬鋼模具型面曲率對銑削穩(wěn)定域的影響 83
4.3.2 前傾角對銑削穩(wěn)定域的影響 84
4.4 球頭銑刀銑削自由曲面淬硬鋼模具穩(wěn)定域研究 85
4.4.1 球頭銑刀銑削自由曲面淬硬鋼模具穩(wěn)定域?qū)嶒灱胺抡鏃l件 85
4.4.2 球頭銑刀銑削自由曲面淬硬鋼模具顫振特征參數(shù)分析 86
4.4.3 基于表面形貌的顫振分析 89
4.5 本章小結(jié) 92 參考文獻 93
第5章 模具加工系統(tǒng)綜合剛度場建模與分析 94
5.1 汽車模具加工系統(tǒng)各部件剛度建模 95
5.1.1 被加工模具剛度建模 96
5.1.2 刀具剛度建模 99
5.1.3 切削刀具-機床主軸結(jié)合面剛度建模 100
5.1.4 機床關(guān)節(jié)（擺頭）剛度建模 100
5.1.5 機床橫梁剛度建模 101
5.2 四軸加工系統(tǒng)運動鏈及綜合剛度場建模 102
5.2.1 四軸加工系統(tǒng)運動鏈建模 102
5.2.2 四軸加工系統(tǒng)綜合剛度場建模 104
5.3 模具加工系統(tǒng)綜合剛度場分析 107
5.3.1 考慮刀具位姿的綜合剛度場分析 107
5.3.2 考慮子系統(tǒng)剛度特性的綜合剛度場分析 109
5.4 實驗驗證 111
5.5 本章小結(jié) 115
參考文獻 116
第6章 基于模具型面自適應(yīng)采樣和重構(gòu)的加工誤差在機測量方法 117
6.1 基于模具型面特征的自適應(yīng)采樣模型 118
6.1.1 模具型面自適應(yīng)采樣模型 118
6.1.2 模具型面自適應(yīng)采樣的形狀函數(shù) 120
6.2 模具型面彎曲度分析與型面自適應(yīng)采樣模型求解 121
6.2.1 模具型面彎曲度模型 121
6.2.2 模具型面彎曲度模型的對比 122
6.2.3 模具型面自適應(yīng)采樣模型的求解 123
6.3 基于NURBS曲面的覆蓋件模具型面重構(gòu)方法 127
6.3.1 NURBS曲面重構(gòu)方法 127
6.3.2 曲面節(jié)點反插 130
6.3.3 曲面控制權(quán)因子的修正 131
6.3.4 曲面控制點的重新定位與界定曲面的修改 132
6.3.5 NURBS曲面控制點方法重構(gòu)拋物面模型 134
6.4 實驗驗證 137
6.5 本章小結(jié) 145
參考文獻 146
第7章 球頭銑刀銑削淬硬鋼模具加工誤差分析及補償 147
7.1 模具曲面球頭銑削表面形貌分析 148
7.2 模具曲面球頭銑削讓刀誤差分析 149
7.3 模具曲面球頭銑削殘留高度分析 152
7.3.1 基于NURBS曲面重構(gòu)的表面形貌 154
7.3.2 考慮振動的切削刃軌跡建模 160
7.3.3 振動對二維銑削輪廓的影響 160
7.3.4 振動幅值對形貌的影響 162
7.4 球頭銑刀銑削淬硬鋼模具表面形貌實驗 162
7.4.1 表面形貌實驗結(jié)果 162
7.4.2 表面形貌的分形分析 165
7.5 插補弦高誤差分析 167
7.6 自由曲面淬硬鋼模具球頭銑削加工策略 169
7.6.1 讓刀誤差補償 170
7.6.2 弦高誤差補償 172
7.6.3 進給率優(yōu)化 173
7.6.4 過程集成工藝優(yōu)化方法及實驗 174
7.7 本章小結(jié) 178 參考文獻 178
第8章 淬硬鋼模具拼接區(qū)表面形貌的特征分析 180
8.1 小波變換理論及小波基選擇 180
8.1.1 小波變換基本理論 180
8.1.2 小波包變換基本理論 183
8.1.3 銑削加工表面小波基的選擇 184
8.2 基于小波變換表面形貌的時空分析 187
8.2.1 考慮每齒進給量變化的表面形貌時空分析 188
8.2.2 考慮主軸轉(zhuǎn)速變化的表面形貌時空分析 189
8.2.3 考慮軸向銑削深度變化的表面形貌時空分析 190
8.3 小波能量熵特征的提取 192
8.3.1考慮每齒進給量變化的表面形貌特征提取 194
8.3.2 考慮主軸轉(zhuǎn)速變化的表面形貌特征提取 195
8.3.3 考慮軸向銑削深度變化的表面形貌特征提取 196
8.4 本章小結(jié) 199
參考文獻 199
第9章 銑削加工對表面形貌的影響及反演研究 200
9.1 實驗設(shè)備與參數(shù)的設(shè)定 200
9.1.1 實驗設(shè)備的選擇 200
9.1.2 加工樣件及切削參數(shù)的設(shè)定 202
9.2 切削參數(shù)變化時振動對表面形貌的影響 204
9.2.1 每齒進給量變化時振動對表面形貌的影響 205
9.2.2 主軸轉(zhuǎn)速變化時振動對表面形貌的影響 206
9.2.3 軸向銑削深度變化時振動對表面形貌的影響 208
9.3 表面殘留高度對比及能量熵特征提取 209
9.3.1 每齒進給量變化時表面殘留高度對比 210
9.3.2 主軸轉(zhuǎn)速變化時表面殘留高度對比 212
9.3.3 軸向銑削深度變化時表面殘留高度對比 213
9.3.4 表面形貌能量熵特征的提取 215
9.4 切削加工表面形貌的反演研究 216
9.4.1 切削參數(shù)目標函數(shù)建模及數(shù)據(jù)庫的搭建 216
9.4.2 基于 MPGA-ANN的切削參數(shù)反演算法 221
9.4.3 反演結(jié)果分析 223
9.5 本章小結(jié) 225
參考文獻 226