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曲面拼接模具铣削过程动力学特性及加工误差反演研究

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作者吴石 著

出版社科学出版社

ISBN9787030679024

出版时间2024-10

装帧平装

开本其他

定价148元

货号1203455211

上书时间2024-12-04

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品相描述：全新
商品描述
目录
目录
前言
第1章 绪论 1 
1.1 复杂型面拼接模具铣削过程动力学研究的目的和意义 1 
1.2 国内外研究现状及分析 4 
1.2.1 自由曲面淬硬钢模具铣削力建模与仿真研究现状 4 
1.2.2 自由曲面铣削稳定性及颤振预测研究现状 8 
1.2.3 加工工艺系统综合刚度场研究现状 14 
1.2.4 铣削表面形貌数值仿真与评价研究现状 15 
1.2.5 加工误差在机测量技术国内外研究现状 19 
1.2.6 曲面铣削加工误差反演控制研究 21 
参考文献 23 
第2章 自由曲面淬硬钢模具铣削力建模与仿真 31 
2.1 自由曲面的球头铣削特征 31 
2.1.1 自由曲面模具二次型基底 31 
2.1.2 自由曲面的曲率特征 32 
2.1.3 自由曲面铣削刀具加工倾角 33 
2.1.4 球头铣刀刃线几何特征 34 
2.1.5 球头铣刀铣削刀齿三维摆线轨迹 35 
2.2 自由曲面曲率对切触区的影响 39 
2.2.1 行距方向曲面曲率对轴向切触角的影响 39 
2.2.2 进给方向曲面曲率对水平切触角的影响 40 
2.2.3 前倾角和轴向切触角对刀工接触区的影响 42 
2.2.4 三维摆线轨迹对未变形切屑厚度的影响规律 43 
2.3 球头铣刀铣削自由曲面铣削力预测模型 45 
2.3.1 球头铣刀铣削自由曲面未变形切屑厚度建模 45 
2.3.2 球头铣刀铣削自由曲面铣削力仿真 46 
2.4 球头铣刀铣削自由曲面淬硬钢模具铣削力实验 49 
2.5 本章小结 56 
参考文献 56 
第3章 考虑刀工接触区变形的曲面模具铣削力研究 58 
3.1 球头铣削刀具偏摆对切削刃离散微元的影响 58 
3.1.1 球头铣刀偏摆仿真 58 
3.1.2 切削刃离散位置变形分析 59 
3.2 考虑球头铣刀变形的未变形切屑厚度模型 61 
3.2.1 考虑球头铣刀变形的刀齿三维摆线轨迹 61 
3.2.2 考虑切削区变形的未变形切屑厚度模型修正 63 
3.2.3 球头铣刀变形对未变形切屑厚度的影响规律 66 
3.3 考虑球头铣刀变形的刀工接触区分析及铣削力模型修正 67 
3.3.1 切削层面积及铣削力模型修正 67 
3.3.2 凸曲面模具刀工接触区仿真与分析 68 
3.4 球头铣刀铣削凸曲面淬硬钢模具铣削力实验 72 
3.5 本章小结 75 
参考文献 75 
第4章 自由曲面加工特征对铣削稳定性的影响 77 
4.1 考虑变时滞参数的未变形切屑厚度模型 77 
4.1.1 自由曲面球头铣削变时滞参数分析 77 
4.1.2 未变形切屑厚度模型的修正 79 
4.2 基于全离散法的铣削稳定域预测 81 
4.3 淬硬钢模具型面曲率和前倾角对铣削稳定域的影响 83 
4.3.1 淬硬钢模具型面曲率对铣削稳定域的影响 83 
4.3.2 前倾角对铣削稳定域的影响 84 
4.4 球头铣刀铣削自由曲面淬硬钢模具稳定域研究 85 
4.4.1 球头铣刀铣削自由曲面淬硬钢模具稳定域实验及仿真条件 85 
4.4.2 球头铣刀铣削自由曲面淬硬钢模具颤振特征参数分析 86 
4.4.3 基于表面形貌的颤振分析 89 
4.5 本章小结 92 参考文献 93 
第5章 模具加工系统综合刚度场建模与分析 94 
5.1 汽车模具加工系统各部件刚度建模 95 
5.1.1 被加工模具刚度建模 96 
5.1.2 刀具刚度建模 99 
5.1.3 切削刀具-机床主轴结合面刚度建模 100 
5.1.4 机床关节（摆头）刚度建模 100 
5.1.5 机床横梁刚度建模 101 
5.2 四轴加工系统运动链及综合刚度场建模 102 
5.2.1 四轴加工系统运动链建模 102 
5.2.2 四轴加工系统综合刚度场建模 104 
5.3 模具加工系统综合刚度场分析 107 
5.3.1 考虑刀具位姿的综合刚度场分析 107 
5.3.2 考虑子系统刚度特性的综合刚度场分析 109 
5.4 实验验证 111 
5.5 本章小结 115 
参考文献 116 
第6章 基于模具型面自适应采样和重构的加工误差在机测量方法 117 
6.1 基于模具型面特征的自适应采样模型 118 
6.1.1 模具型面自适应采样模型 118 
6.1.2 模具型面自适应采样的形状函数 120 
6.2 模具型面弯曲度分析与型面自适应采样模型求解 121 
6.2.1 模具型面弯曲度模型 121 
6.2.2 模具型面弯曲度模型的对比 122 
6.2.3 模具型面自适应采样模型的求解 123 
6.3 基于NURBS曲面的覆盖件模具型面重构方法 127 
6.3.1 NURBS曲面重构方法 127 
6.3.2 曲面节点反插 130 
6.3.3 曲面控制权因子的修正 131 
6.3.4 曲面控制点的重新定位与界定曲面的修改 132 
6.3.5 NURBS曲面控制点方法重构抛物面模型 134 
6.4 实验验证 137 
6.5 本章小结 145 
参考文献 146 
第7章 球头铣刀铣削淬硬钢模具加工误差分析及补偿 147 
7.1 模具曲面球头铣削表面形貌分析 148 
7.2 模具曲面球头铣削让刀误差分析 149 
7.3 模具曲面球头铣削残留高度分析 152 
7.3.1 基于NURBS曲面重构的表面形貌 154 
7.3.2 考虑振动的切削刃轨迹建模 160 
7.3.3 振动对二维铣削轮廓的影响 160 
7.3.4 振动幅值对形貌的影响 162 
7.4 球头铣刀铣削淬硬钢模具表面形貌实验 162 
7.4.1 表面形貌实验结果 162 
7.4.2 表面形貌的分形分析 165 
7.5 插补弦高误差分析 167 
7.6 自由曲面淬硬钢模具球头铣削加工策略 169 
7.6.1 让刀误差补偿 170 
7.6.2 弦高误差补偿 172 
7.6.3 进给率优化 173 
7.6.4 过程集成工艺优化方法及实验 174 
7.7 本章小结 178 参考文献 178 
第8章 淬硬钢模具拼接区表面形貌的特征分析 180 
8.1 小波变换理论及小波基选择 180 
8.1.1 小波变换基本理论 180 
8.1.2 小波包变换基本理论 183 
8.1.3 铣削加工表面小波基的选择 184 
8.2 基于小波变换表面形貌的时空分析 187 
8.2.1 考虑每齿进给量变化的表面形貌时空分析 188 
8.2.2 考虑主轴转速变化的表面形貌时空分析 189 
8.2.3 考虑轴向铣削深度变化的表面形貌时空分析 190 
8.3 小波能量熵特征的提取 192 
8.3.1考虑每齿进给量变化的表面形貌特征提取 194 
8.3.2 考虑主轴转速变化的表面形貌特征提取 195 
8.3.3 考虑轴向铣削深度变化的表面形貌特征提取 196 
8.4 本章小结 199 
参考文献 199 
第9章 铣削加工对表面形貌的影响及反演研究 200 
9.1 实验设备与参数的设定 200 
9.1.1 实验设备的选择 200 
9.1.2 加工样件及切削参数的设定 202 
9.2 切削参数变化时振动对表面形貌的影响 204 
9.2.1 每齿进给量变化时振动对表面形貌的影响 205 
9.2.2 主轴转速变化时振动对表面形貌的影响 206 
9.2.3 轴向铣削深度变化时振动对表面形貌的影响 208 
9.3 表面残留高度对比及能量熵特征提取 209 
9.3.1 每齿进给量变化时表面残留高度对比 210 
9.3.2 主轴转速变化时表面残留高度对比 212 
9.3.3 轴向铣削深度变化时表面残留高度对比 213 
9.3.4 表面形貌能量熵特征的提取 215 
9.4 切削加工表面形貌的反演研究 216 
9.4.1 切削参数目标函数建模及数据库的搭建 216 
9.4.2 基于 MPGA-ANN的切削参数反演算法 221 
9.4.3 反演结果分析 223 
9.5 本章小结 225 
参考文献 226

内容摘要
本书结合理论分析和实验研究，对复杂型面拼接模具铣削过程的动力学特性进行深入分析。首先阐述复杂型面拼接模具加工过程中的铣削力特征，分析模具自由曲面曲率特征、拼接特征对铣削稳定性的影响；其次考虑加工系统的空间动力学特性，建立面向模具加工系统的综合刚度场模型；再次建立拼接模具球头铣削表面形貌模型，进行特征分析和加工误差在机测量技术研究；最后对自由曲面球头铣削加工误差反演进行分析及误差补偿，基于理论研究成果进行系统集成与应用软件开发的研究。

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