一种基于叶轮叶片动态刚度的铣削精加工方法

摘要

本发明公开了一种基于叶轮叶片动态刚度的铣削精加工方法，通过标准模态试验获得所述叶轮叶片的动态模态，然后引入颤振模型，得到稳定性判据，获取合理的加工参数；其包括如下步骤：1、模态试验测定叶轮叶片的动态模态，2、建立叶轮叶片铣削稳定性模型，3、叶轮叶片动态刚度稳定性研究，4、获得叶轮叶片动态刚度下的切削稳定性条件，5、验证切削稳定性条件并采用最终优化后的切削参数进行加工。所述方法解决了叶片类薄壁件铣削精加工的切削振颤问题，通过优化切削参数，显著地提高了加工稳定性，适用于各类薄壁零件的精加工。

主权项

一种基于叶轮叶片动态刚度的铣削精加工方法，其特征在于：通过标准模态试验获得所述叶轮叶片的动态模态，然后引入颤振模型，得到稳定性判据，获取合理的加工参数；所述加工方法包括如下步骤：步骤1：模态试验测定叶轮叶片的动态模态：采用标准力锤冲击试验，通过采集力锤的冲击激励信号以及加速度传感器的响应信号，针对叶轮叶片加工中不同阶段的壁厚，应用计算机拟合出该叶轮叶片不同厚度条件下的模态参数；步骤2：建立叶轮叶片铣削稳定性模型：根据经典再生振颤模型，设定机床‑刀具系统为刚性，得到临界轴向切削深度及其对应的主轴转速；步骤3：叶轮叶片动态刚度稳定性研究：根据步骤1与步骤2所得的叶轮叶片铣削稳定性建模和叶轮叶片模态参数，完成叶轮叶片稳定性Lobe曲线图的计算和绘制；步骤4：获得叶轮叶片动态刚度下的切削稳定性条件：结合叶轮叶片的高度即铣削轴向深度，分析不同厚度下叶轮叶片的稳定性Lobe曲线图，继而根据叶轮叶片动态刚度下的极限稳定性Lobe曲线图，优化切削参数，使得优化后的主轴转速落在稳定范围内；步骤5：验证切削稳定性条件并采用最终优化后的切削参数进行加工：采用步骤4优化的切削参数获得切削振动信号，结合机床以及高切速带来的高温限制，对切削参数进一步优化，并且采用最终优化后的切削参数对所述叶轮叶片进行加工。