S形试件切削过程动态检测及其关键技术.pdf

中国机械工程第卷第期年月下半月
251220146
形试件切削过程动态检测及其关键技术
S
仇健
沈阳机床(集团)有限责任公司高档数暋控机床国家重点实验室,沈阳,
110142
摘要系统分析了国内外现行的五坐标数控机床检测试件的优缺点。结合建模、理论计算、有
:3D
限元分析和切削试验分别对形试件的结构特点、型面分布、结构刚度和受力变形等关键技术难题进行
S
了分析。研究发现,形试件的表面曲率在型面的不同位置有明显差异,零件型面存在换向和交替穿越
S
机床坐标象限的现象,并且零件的结构刚度在单侧加工时主要有个突越区域,直接导致切削时的变
4
形、振动和精度丧失。最后,对零件的粗加工、精加工两个加工阶段进行了切削过程分析。
关键词五坐标加工中心形试件切削加工精度动态性能
:;S;;
中图分类号
:TG506;TG543暋暋暋暋暋暋DOI:10.3969/j.issn.1004-132X.2014.12.008
SformSpecimenCuttingDynamicPerformanceTestingandItsKeyTechnologies

QiuJian
StateKeyLaboratoryofHighGradeNCMachineTools,
ShenyangMachineTool(Group)Co.,Ltd.,Shenyang,110142
Abstract
:Asystematicanalysiswascarriedoutontheadvantagesanddisadvantagesofcurrent
testingspecimensathomeandabroadforfive飊axisNCmachinetools.Combining3Dmodelling,theo灢
reticalcalculations,finiteelementanalysisandcuttingexperiments,thekeytechnicalchallengessuch
asthestructuralcharacteristicsandsurfacedistributionofSformspecimen,structuralrigidityand
stressanddeformationwereanalyzed,respectively.Itisfoundthatthereisaclearcurvaturedifference
indifferentlocationsonthe‘S暞formspecimensurface.Part飊surfaceexistsreversingandalternating
acrossthemachinecoordinatequadrant.Andthereare4mainregionswherethestructurestiffnessof
‘S暞specimensjumpsoverthesuddenlyinsinglesideprocessing,whichleadstocuttingdeformation,
vibrationandlossofaccuracydirectly.Finally,twostagesofroughandfinishcuttingprocesswerean灢
alyzed.
Keywords
:five飊axismachiningcenter;Sformspecimen;cuttingprecision;dynamicperformance

引言
0暋三类试件的对比分析
形试件及其测试方法[1]是成都飞机工业1暋
S
集团有限责任公司针对五轴联动机床精度测试对比分析美国航天局试件[2]四角
()NAS979、
而发明的已获得中美两国发明专利开展形锥台试件[3]以及形试件[1]在铣削加工过程中对
,。SS
试件的研究有助于理解和掌握飞机大型复杂整体误差的映射性能从检测零件的设计依据使用范
,、
围所反映出的机床综合性能[4]以及零件的加工
结构件的多轴联动高速切削加工工艺及其关键技、
术发现机床的技术问题从而提升国产五轴联动准备和检测要求等方面综合比较三种试件的性能
,,
机床的制造水平特点三类试件的对比分析见表可见形试件
。,1,S
形试件的主体是一个呈形走向的扭曲曲更能真实地反映五轴数控机床的动态性能和摆角
SS
面形成的等厚度缘条缘条与坐标平面的夹角连精度可有效弥补圆锥台和日本四角锥台
,,NAS
续变化曲面形状复杂形试件具有薄壁特征的缺点但不可否认的是形试件诞生时间较
,。S,,,S
它来源于典型航空结构其加工状况还能反映机短在零件的检测以及检测结果与反映机床问题
,,
床的刚性振动等特性的量化指标的对应等方面还有很多工作要做
、。。
三维建模及型面特征
2暋

收稿日