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在模具行业中,已逐步采用对淬火后的模具钢进行精加工处理工艺。由于硬态加工中让刀误差问题尤为凸显,让刀误差直接影响着模具生产抛光时间,进而导致模具生产时间延长,总体生产成本增加,所以对曲面加工中让刀误差的研究尤为重要。基于以上问题,本文选取变曲率曲面加工让刀误差进行研究,旨于为合理的加工工艺提供指导,提高生产效率,进而降低生产成本。 本文对变曲率曲面硬态加工让刀误差进行研究,主要内容如下: 应用平面槽切平均铣削力的多样式切削系数法进行槽切实验。经实验验证,仿真得到的铣削力与实验验证得到的铣削力,无论在变化趋势上还是数值上都吻合良好。显示了仿真结果与实验结果具有良好的一致性。 考虑在不同类型曲面(包括凸曲面和凹曲面)情况下,曲率半径和倾角对切削刃的切入角、切出角和轴向极限位置角产生的影响。在研究中,利用解析法得出变曲率曲面上的刀具-工件切触模型。基于微元铣削力模型,通过坐标变换与积分处理,得到工件坐标系下完整的铣削力模型。利用Matlab仿真软件对铣削力模型进行仿真,将仿真得到的铣削力与实验测得的铣削力进行对比分析,证明了仿真模型准确可靠。 对刀具系统的变形进行的研究。在传统的两段式悬臂梁的基础上进行扩展,得到对刀具系统受力产生的变形量描述更为准确的三段式悬臂梁模型。利用ANSYSWorkbench软件对刀具系统的受力变形进行有限元仿真并与得到的三段式悬臂梁模型进行对比,证明了所建立的三段式悬臂梁模型可以精准地预测刀具系统的变形量,为后续的误差预测奠定了基础。 针对球头铣刀铣削变曲率曲面加工过程,对等曲率不同前倾角与等前倾角不同曲率下的让刀误差进行预测研究,并进行测量实验验证。验证结果表明,误差的预测方法能够有效地预测变曲率曲面加工误差。