汽车外覆盖件模具拼接区域铣削振动仿真及实验研究

作     者：朱美文 

作者单位：哈尔滨理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：吴石

授予年度：2018年

学科分类：08[工学] 082304[工学-载运工具运用工程] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：拼接模具 淬硬钢 曲面铣削 铣削振动 非线性分析 

摘      要：在经济不断发展的今天,人们已经越来越离不开汽车且对其性能、外观等要求逐渐提高。改变外观就要制造新的覆盖件模具,且这类模具都有大量的拼接特性,加工时极易产生冲击振动。因此,研究球头刀铣削曲面拼接模具接缝处的振动规律,以满足自由型面拼接模具的高精度高效率的生产需求,对实际加工的参数选择、加工纹理控制以及完善加工质量评价理论提供了研究依据。本文针对汽车覆盖件拼接模具在生产过程中遇到的实际问题,以提高加工精度为目标,通过建立考虑拼接特征的动力学模型和实验研究,分析不同铣削参数对铣削拼接处产生振动的影响规律。具体研究内容包括:（1）基于模具拼接缝处两种不同硬度材料的特点,将拼接缝处的切削区域划分成了三个部分,建立了瞬时切削厚度的分段模型,同时考虑了模具表面曲率及模具拼接特征,并分别分析了不同曲面曲率、刀齿三维摆线轨迹对切削厚度的影响。（2）基于刀具在拼接缝处的冲击力模型,首先建立了考虑模具拼接特征的动力学模型,在模型中用判别函数来确定刀齿是否会切触到拼接缝;然后基于Kutta-Runge法对铣削过程中模具拼接区振动进行时域仿真。（3）基于球头刀铣削曲面模具拼接区域的铣削振动实验研究,以及不同加工参数（主轴转速、进给速度、径向切削深度）条件下的铣削振动数据的时频域分析,初步验证了考虑了冲击振动的球头刀铣削振动仿真的准确性。（4）基于Lyapunov指数、分形维数和近似熵等参数评估方法,分析了球头刀铣削曲面拼接模具振动信号的非线性特征,揭示了铣削曲面拼接模具振动的非线性规律。