《微結構高精密微銑削的動態特性及穩定性研究》是依託蘇州科技大學，由曹自洋擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：微結構高精密微銑削的動態特性及穩定性研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：曹自洋
- 依託單位：蘇州科技大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
微細銑削加工因具有多種材料適應性和可加工複雜三維形狀等優點而在微細加工技術中具有獨特的優勢，但由加工系統引發的動態不穩定現象會明顯降低切削效率和零件的加工質量，降低刀具、工具機的使用壽命，已經成為阻礙該技術發揮其優勢的主要瓶頸之一。本項目以微結構的微細銑削加工為研究對象，針對微細銑削加工的再生型顫振，考慮尺寸效應的影響，進行微細銑削系統動力學建模與仿真，構建綜合微銑削動態不確定性的顫振穩定域解析模型；採用數值分析和微銑削試驗相結合的方法，深入研究工具機系統剛度、切削參數、系統動力學參數和刀具結構參數等對銑削穩定性的影響機制；最後，以銑削加工穩定性和加工誤差預報為基礎，實現微細銑削顫振的預測和抑制，以及微細銑削的加工最佳化。項目的研究為微三維結構的高速、高效、高精度銑削加工提供了科學的理論依據和技術支撐，以及對深入理解微細銑削加工機理，促進微細銑削加工技術的發展，具有重要的科學意義和實用價值。
結題摘要
微細銑削加工技術是在高轉速下採用微銑刀實現高精密加工的一種切削方式，但由加工系統引發的動態不穩定現象會明顯降低切削效率和零件的加工質量，降低刀具、工具機的使用壽命，已經成為阻礙該技術發揮其優勢的主要瓶頸之一。本項目以微結構的微細銑削加工為研究對象，針對微細銑削加工的再生型顫振，考慮尺寸效應的影響，進行微細銑削系統動力學建模與仿真，構建綜合微銑削動態不確定性的顫振穩定域解析模型；通過模態試驗獲得工具機-刀具系統的頻響函式，綜合使用銑削穩定性判據進行數值分析，獲得了顫振穩定域解析解。在構建微銑削顫振穩定域解析模型的基礎上，採用數值分析和微銑削實驗相結合的方法，深入研究模態剛度、模態阻尼、固有頻率等工藝系統動力學特性參數、銑削力係數和銑刀齒距等因素對再生顫振穩定域的影響規律，並評價各因素對最小極限切削深度的影響程度。進而研究了犁切-剪下機制對微銑削顫振穩定域的影響。實驗結果表明犁切效應對微細銑削過程的加工不穩定現象沒有顯著的影響。通過把穩定域葉瓣圖和表面位置誤差數據組合在同一個圖裡面進行綜合分析，預測表面位置誤差並最佳化選擇加工條件。最後，以銑削加工穩定性和加工誤差預報為基礎，實現微細銑削顫振的預測和抑制，以及微細銑削的加工最佳化。項目的研究為微三維結構的高速、高效、高精度銑削加工提供了科學的理論依據和技術支撐，以及對深入理解微細銑削加工機理，促進微細銑削加工技術的發展，具有重要的科學意義和實用價值。
