[发明专利]基于动态啮合齿数的发动机缸体顶面铣削颤振预测方法

摘要

本发明提供了一种基于动态啮合齿数分析的发动机缸体顶面铣削颤振预测方法，包括：针对盘铣刀动态特性，建立盘铣刀平面铣削过程的通用动态铣削力模型，得到动态铣削力与刀具‑工件啮合齿数之间的数学关系；根据直列四缸发动机缸体的几何结构与刚度特点，对发动机缸体模型进行简化，并提出三条符合实际的基本假设，便于后续推导；将发动机缸体顶面铣削过程划分为多种阶段的动态啮合齿数逐一进行解析计算，得到适用于发动机缸体顶面铣削过程的动态切削力模型；基于再生颤振理论，对动态切削力作用下的加工系统进行频率响应建模，得到发动机缸体顶面铣削过程的颤振稳定域叶瓣图；本发明保证加工质量的同时提升了加工效率，延长机床与刀具的使用寿命。

主权项

1.一种基于动态啮合齿数分析的发动机缸体顶面铣削颤振预测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：建立盘铣刀平面铣削过程的通用动态铣削力模型，得到动态铣削力与刀具‑工件啮合齿数之间的数学关系，即在步骤1中通过对盘铣刀刀齿刃微元体上的切削力进行分解，将同一时刻所有与工件相啮合的刀齿刃微元上的切削分力相叠加，经过坐标变换，得到X、Y、Z三个方向的铣削力分量，该分量的大小与动态啮合齿数成正相关；步骤2：根据直列四缸发动机缸体的几何结构与刚度特点，对发动机缸体模型进行简化；步骤3：将发动机缸体顶面铣削过程根据发动机缸体的物理结构特点与刚度特征划分为多种阶段，并对每种阶段内的动态啮合齿数逐一进行解析计算，得到适用于发动机缸体顶面铣削过程的动态切削力模型；步骤4：基于再生颤振理论，对动态切削力作用下的加工系统进行频率响应建模，得到发动机缸体顶面铣削过程的颤振稳定域叶瓣图；步骤5：根据由上述方法所获得的颤振稳定域叶瓣图选取合适的主轴转速与切削深度等工艺参数进行发动机缸体的顶面铣削加工。