分 类 号 ： TN919 密 级 ： ： 621 编 号 ：工 学 硕 士 学 位 论 文轴向车铣加工表面的形成机理及仿真研究硕士研究生 ： 田 苗 苗指 导 教 师 ： 王 凡学 位 级 别 ：工学硕士学科、专业 ：机械制造及其自动化所 在 单 位 ：机械工程学院论 文 提 交 日 期 ： 2012 年 11 月 27 日论 文 答 辩 日 期 ： 2013 年 3 月学位授予单位：沈阳理工大学Classification Index: TN919U.D.C: 621A Thesis for the Degree of EngineeringThe formation mechanism and simulationstudy of Axial Turn-milling surface QualityCandidate: Tian Miao MiaoSupervisor: Wang FanAcademic Degree Applied for: Master of EngineeringSpeciality: Mechanical manufacturing andautomationDate of Submission: November 27th， 2012Date of Examination: March， 2013University: Shenyang Ligong University沈 阳 理 工 大 学硕 士 学 位 论 文 原 创 性 声 明本 人 郑 重 声 明 :本 论 文 的 所 有 工 作 ， 是 在 导 师 的 指 导 下 ， 由 作 者 本人 独 立 完 成 的 。 有 关 观 点 、 方 法 、 数 据 和 文 献 的 引 用 已 在 文 中 指 出 ，并 与 参 考 文 献 相 对 应 。 除 文 中 已 注 明 引 用 的 内 容 外 ， 本 论 文 不 包 含 任何 其 他 个 人 或 集 体 已 经 公 开 发 表 的 作 品 成 果 。 对 本 文 的 研 究 做 出 重 要贡 献 的 个 人 和 集 体 ， 均 己 在 文 中 以 明 确 方 式 标 明 。 本 人 完 全 意 识 到 本声 明 的 法 律 结 果 由 本 人 承 担 。作者（签字）：日 期 ： 年 月 日学 位 论 文 版 权 使 用 授 权 书本 学 位 论 文 作 者 完 全 了 解 沈 阳 理 工 大 学 有 关 保 留 、 使 用 学 位 论 文的 规 定 ， 即 ： 沈 阳 理 工 大 学 有 权 保 留 并 向 国 家 有 关 部 门 或 机 构 送 交 学位 论 文 的 复 印 件 和 磁 盘 ， 允 许 论 文 被 查 阅 和 借 阅 。 本 人 授 权 沈 阳 理 工大 学 可 以 将 学 位 论 文 的 全 部 或 部 分 内 容 编 入 有 关 数 据 库 进 行 检 索 ， 可以 采 用 影 印 、 缩 印 或 其 它 复 制 手 段 保 存 、 汇 编 学 位 论 文 。（ 保 密 的 学 位 论 文 在 解 密 后 适 用 本 授 权 书 ）学 位 论 文 作 者 签 名 ： 指 导 教 师 签 名 ：日 期 ： 日 期 ：沈阳理工大学硕士学位论文摘 要车 铣 不 是 车 削 和 铣 削 的 简 单 结 合 ， 而 是 利 用 铣 刀 旋 转 和 工 件 旋 转 的 合 成 运 动来完成切削加工的。本文采用理论计算、M ATLAB 仿真和铝合金切削试验来研究轴向车铣加工参数对表面微观形貌和表面粗糙度的影响。主要内容如下：建 立 了 轴 向 车 铣 运 动 矢 量 模 型 ， 推 导 出 刀 具 上 任 一 点 的 矢 量 表 达 式 。 研 究 轴向 车 铣 表 面 粗 糙 度 的 形 成 机 理 ， 建 立 理 论 粗 糙 度 的 数 学 计 算 模 型 并 得 出 理 论 粗 糙度的计算公式，为轴向车铣的仿真研究奠定基础。利 用 仿 真 软 件 MATLAB 模拟轴向车铣工件的表面微观形貌并计算粗糙度值。通 过 改 变 进 给 速 度 、 转 速 比 和 切 削 深 度 的 大 小 ， 分 析 了 工 件 表 面 微 观 形 貌 和 粗 糙度 值 的 变 化 规 律 并 绘 制 对 粗 糙 度 的 变 化 曲 线 ， 总 结 了 车 铣 加 工 参 数 对 表 面 微 观 形貌 和 粗 糙 度 影 响 的 变 化 规 律 。采 用 正 交 试 验 法 进 行 了 铝 合 金 切 削 试 验 ， 根 据 标 准 正 交 表 确 定 加 工 参 数 并 制定 了 试 验 方 案 。 首 先 通 过 分 析 试 验 数 据 ， 研 究 了 工 件 转 速 、 切 削 深 度 对 表 面 粗 糙度 影 响 的 变 化 规 律 。 并 进 一 步 分 析 了 车 铣 加 工 参 数 配 合 取 值 对 表 面 粗 糙 的 影 响 ，并 绘 制 了 对 表 面 粗 糙 度 影 响 的 曲 线 ， 分 析 总 结 了 获 得 较 为 理 想 的 轴 向 车 铣 加 工 效果 ， 铣 刀 转 速 、 工 件 转 速 和 切 削 深 度 取 值 配 合 的 规 律 。 实 验 结 果 与 仿 真 研 究 所 得规 律 基 本 一 致 。关 键 词 ： 轴向车铣；表面微观形貌；表面粗糙度；正交试验；沈阳理工大学硕士学位论文AbstractTurn-milling, It is not a simple combination of turning and milling, but acomposite motion of the cutter rotation and workpiece rotation to complete cuttingmachining. In this paper, the theoretical calculations, MATLAB simulation and cuttingaluminum alloy orthogonal experiment methods are used to study the effects of axialmilling parameters on the surface morphology and roughness. The main contents are asbelow:The axial turn-milling motion vector model is built to derive the vector expressionof any point on the cutting tool in this paper. Research on the formation mechanism forthe surface roughness of axial turn-milling and establishing a mathematical calculationmodel to derive the formula for theoretical roughness have laid a theoretical foundationfor simulation study.Simulation software MATLAB is used to simulate axial milling workpiece surfacemorphology and calculate the roughness. This paper analyses the change of themorphology of the surface of the workpiece when the feed rate, speed ratio or depth ofcut change, draws roughness curve and summarizes the change rule of the millingparameters on the surface morphology and roughness.Orthogonal text method is used to do the cutting aluminum alloy 2A11 trial.According to the standard orthogonal table to determine the processing parameters ,Theeffects of workpiece speed and cut depth on surface roughness are summarized in thispaper. First, by analyzing the test data， the workpiece speed, depth of cut of thevariation of the surface roughness effects. And further analysis of the milling parameterswith the values of the surface roughness, and draw a curve analyzed to obtain the idealaxial milling effect of surface roughness, cutter speed, workpiece speed and cuttingdepth value with the law. The experimental results and the law from simulation studiy沈阳理工大学硕士学位论文are basically the same.Keywords: Axial turn-milling; Surface morphology; Surface Roughness;Orthogonal tes目 录目 录第 1 章 绪 论 . 11.1 研 究 背 景 及 意 义 . 11.1.1 研 究 背 景 . 11.1.2 课 题 研 究 的 意 义 . 41.2 车 铣 技 术 的 发 展 与 研 究 现 状 . 51.3 课 题 研 究 的 内 容 和 目 的 . 81.3.1 课 题 研 究 目 的 . 81.3.2 课 题 拟 解 决 问 题 . 81.3.3 研 究 方 法 . 91.4 本 章 小 结 . 10第 2 章 轴 向 车 铣 影 响 表 面 粗 糙 度 的