整体叶轮侧铣加工刀具的建模与性能研究

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1、万方数据声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：垒生盛日期：丝!丝：生：2关于学位论文使用权的说明本人完全了解太原理工大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③

2、学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容(保密学位论文在解密后遵守此规定)。签名：业1]二导师签名：墨查蛰：日期：万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文整体叶轮侧铣加工刀具的建模与性能研究摘要随着市场需求的不断扩大，汽车及其相关产品的产量及性能要求不断提高。涡轮增压器作为汽车发动机的主要增压装置，不仅能够实现对发动机动力的补充与提高，还能提高燃料的燃烧率进而降低发动机尾气对大气的污染。凭借涡轮增压器带来的汽车使用性能与环境方面等方

3、面的优点，新车配用涡轮增压器的比例逐年提高。压气机整体叶轮作为涡轮增压器的核心零件，其加工质量与速度直接影响着涡轮增压器的使用性能与产量以及与发动机的匹配。由于对压气机整体叶轮需求量的扩大，高效率的高速铣削加工已经逐步成为整体叶轮加工的主要手段。对点铣加工的研究相对其他铣削加工方式发展较早，较为成熟，率先应用于整体叶轮的]hH-i-_中。但是，点铣加工具有加工效率较低，加工直纹面曲面的表面易出现刮痕等缺点。对直纹面整体叶轮的加工中，侧铣加工的效率高并能实现减小加工表面的刮痕提高表面加工质量的优点，并逐渐应用于

4、实际；hi]-r_生产中。本文在分析用于侧铣加工铣刀性能的基础上，对不同几何外形的铣刀通过计算机建模与有限元分析仿真的方法对其刚度以及模态性能进行研究。基于侧铣铣刀的主要切削刀刃位于铣刀的圆周上，并以螺旋线为主，给出了等螺距螺旋线和等螺旋角螺旋线的参数方程。等螺距螺旋形参数方程的建立应用了广义螺旋运动的思想对轴向运动与转动的运动参数进行万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文匹配关联，等螺旋角螺旋形的参数方程建立根据空间向量的方法与螺旋角的定义给出任一时刻螺旋角的表达式以便建立微分方程，通过求解微分方程求得等螺

5、旋角螺旋形的方程。结合同系列下铣刀的结构相同尺寸不同的特点，基于Pro／F．建立了各几何外形下铣刀的三维实体参数化模型，其中刀刃部分的生成过程中使用了之前建立的螺旋线的参数方程；利用有限元分析的方法以及对分析模型简化思想，将建立的三维实体参数化铣刀模型导入到ANSYS中进行静刚度的研究；最后，由于刀具的模态参数、固有频率和振型等对工艺系统的切削稳定性以及振动问题具有较大的影响，对新型鼓锥形铣刀进行模态分析，分析得到铣刀的固有频率与振型，为铣刀的动态性能研究以及铣刀与机床转速的匹配等提供了理论基础。研究表明，刀

6、具的参数化模型对进一步研究刀具的各参数对性能的影响更方便快捷；鼓锥形铣刀用于侧铣加工时，同等受力情况下刀具的变形90％以上处于同种低变形区域，适合调整刀具的尺寸改变整体的刚度，并且相同铣刀半径下比圆柱形和鼓形铣刀的灵活性好；模态分析结果对进一步研究铣刀的动态特性具有一定的参考价值。关键词：螺旋线，参数化建模，有限元，静刚度，模态分析万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文—¨●__”—_“●_—⋯、⋯^⋯⋯⋯wh——⋯一“—⋯‘—⋯⋯‘⋯⋯。。。”“_⋯’。”⋯¨⋯一MODELINGANDCHARACTERIS

7、TICSRESEARCHOFCUTTINGTOOLSFORFLANKMILLINGBASEDONTURBINEABSTRACTWiththecontinuousexpansionofmarketdemand，productionandperformanceofmotorvehiclesandrelatedproductsiseverincreasing．Asthemainpressure—boostingtechnologyofthecar,notonlyturbochargerimprovetheperfo

8、rmanceofengineandenhanceenginepower,butalsoimprovethefuelbumrateandthusreduceengineexhaustpollutionoftheatmosphere．Withthebenefits，betterperformanceofengineandotheraspectsoftheenvironment，broughtbyturb