【摘 要】
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薄壁整体结构件具有重量轻、强度高和动力性能好等优点,已经广泛用于航空制造业,薄壁件却非常容易产生加工变形；高速铣削加工但可以缓解加工变形,高速铣削又对立铣刀提出了很
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薄壁整体结构件具有重量轻、强度高和动力性能好等优点,已经广泛用于航空制造业,薄壁件却非常容易产生加工变形；高速铣削加工但可以缓解加工变形,高速铣削又对立铣刀提出了很高的要求。本文采用理论分析和数值仿真相结合的方法,探讨了铣削加工常用的二、三和四齿小直径立铣刀的振动特性。本文研究内容概况如下：根据立铣刀磨制原理,探讨了螺旋面的理论模型,求解了立铣刀的端面前角；并借助三维建模软件UG构造了二、三和四齿立铣刀的三维实体模型；对立铣刀进行了模态分析和静态分析,还求得了立铣刀的等效刚度系数；利用UG软件构建了航空薄壁件的三维实体简化模型,并对工件进行了模态分析,研究了工件的变形规律。将立铣刀简化成欧拉-伯努利细直悬臂梁,构建了立铣刀在过轴线的平面内的弯曲振动理论模型；还研究了在任意规律的激励的作用下立铣刀的振动响应。采用近似方法,将立铣刀简化成有限自由度离散系统,求得了立铣刀的等效质量及等效刚度系数和柔度影响系数矩阵及系统的质量矩阵,建立了无阻尼自由振动方程,求得了立铣刀的前2阶模态频率。借助金属切削软件AdvantEdge FEM5.9,进行了整体硬质合金立铣刀三维铣削铝合金7050-T7451仿真,分析了铣削力的幅频特性和统计特性,发现了铣削力是具有窄带性质的随机激励力。利用UG软件对立铣刀进行了瞬态分析,得到了立铣刀自由端的位移响应曲线,并从统计学角度研究了瞬态铣削力和位移的统计特性；对不同夹持长度的立铣刀进行了瞬态分析,得到了不同夹持长度下立铣刀的最大位移,发现了夹持长度与最大位移呈幂函数关系。
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