弯管内表面铣削加工粗糙度仿真研究.pdf

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1、机械设计与制造第1期172MachineryDesign&Manufacture2016年1月弯管内表面铣削加工粗糙度仿真研究刘超lI2，王续跃，孙建立，杨连文(1．~ll中广核工程设计有限公司上海分公司，上海200241；2．大连理工大学机械工程学院，辽宁大连116024)摘要：基于一种新颖的内置导轨弯管内表面铣削加工装置，建立针对弯管内表面加工粗糙度预测的球头铣刀铣削加工仿真数学模型，并采用MATALB进行仿真加工计算与微观几何形貌绘制。通过等切削参数实验验证模型有效性，对比表面轮廓仪观测的实验加工表面与模型计算输出的表面微观几何形貌特征，二者呈现相同的变

2、化趋势，且粗糙度值Ra相对误差最大为15．7％，在允许范围内。模型可信度高、可靠性强，对研究弯管内表面加工粗糙度的影响因素有一定理论指导意义。关键词：弯管；内表面；球头铣削；粗糙度；数学建模’中图分类号：TH16；TH161+．14文献标识码：A文章编号：1001—3997(2016)01—0172—04TheSimulationResearchonInnerSurfaceMillingProcessingRoughnessofBentPipeLIUChao，WANGXu—yue，SUNJian-li，YANGLian-wen(1．ChinaNuclearPo

3、werDesignCo．，Ltd．，(Shenzhen)，ShanghaiBranch，Shanghai200241，China；2．DalianUniversityofTechnology，SchoolofMechanicalEngineering，LiaoningDalian116024，China)Abstract：BasedonanoveldesignedmillingdeviceforinnersuoCaceofbentpipe，amathematicalmodelforballmillingroughl~$$predictionofinnersue

4、wasconstructed，andthesimulationprocessingcalculationsandmicro-geometry￡plotworkwascarriedoutwithMATLAB．Thereliabilityofmodelwasvalidatedwithequalcuttingparametersmillingexperiments．Themicro-geometrictextureatu~sofmodelsimulationandmillingexperimentalresultsobservedbysuoCaceprofilera

5、rebasicallyconsistent；besides，theerrorofs1x~aceroughness(Ra)doesnotexceed15．7％，whichisallowable．highcredibilityandreliability．themodelprovidessometheo~ticalguidancetotheresearchoninnersurfacemillingafectingfactorsofbentpe．KeyWords：BentPipe；InnerSurface；BaliEndMill；MillingRoughness；M

6、athematicalModeling1引言糙度产生决定性影响I21。综上所述，基于一种新颖的内置圆弧导轨弯管内表面高速铣削加工装置，忽略积屑瘤、鳞刺及材料等因素弯管作为油、气、液等影响并决定其所在整体装置性能和安的影响。结合其走刀特点和结构特征，依托MATALB计算与图形全的输送工具，在核电、石油天然气、化工等领域有着广泛应用，处理功能，构建弯管内表面铣削粗糙度预测模型，并进行仿真分其内表面加工粗糙度要求也在逐渐提高。但弯管属于复杂曲面异析与实验对比验证模型有效性。形腔结构，其加工技术远未成熟完善，因此构建可预测表面加工几何形貌与粗糙度值的数学模型对粗糙度影

7、响因素研究及合理2加工装置设计选取加工参数具有重要意义。然而，当前有关铣削粗糙度预测模加工装置设计方案，如图1所示，将导轨置于管道内部并型的构建集中于针对开放曲面，关于弯管内表面的铣削加工粗糙通过立柱等定位。内表面加工时，在铣刀三个运动综合作用下完度研究还比较少。例如，文献采用数学建模方式研究表面粗糙度成弯管内表面加工，即：(1)刀具绕刀轴高速回转；(2)沿导轨进刀影响因素的对象为碳钢端铣平面。同时，随着高速铣削加工技术运动；(3)完成一次走刀之后，沿间歇进给运动方向转动一角度。的逐步成熟，传统加工中影响加工表面粗糙度的鳞刺与积屑瘤在该铣削装置特点在于，进刀过

8、程中刀轴与管道内表面曲面法平面高速铣削