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第1章 绪论1

1.1 发展微小型车铣复合加工技术的重要性1

1.1.1 微小型零件的概念和加工方法1

1.1.2 复合加工技术含义和类型2

1.1.3 车铣复合加工原理4

1.1.4 微小型车铣复合加工的优势4

1.1.5 微小型车铣复合加工技术需求6

1.2 微小型车铣复合加工设备的现状9

1.2.1 加工设备微小型化的研究9

1.2.2 微小型车铣复合加工机床现状13

1.2.3 可重配置车铣复合加工机床背景与意义17

1.3 微小型车铣关键技术及研究现状20

1.3.1 微小型车铣加工机理20

1.3.2 微小型车铣复合加工机床总体技术20

1.3.3 精密微小型加工刀具系统自动换刀技术21

1.3.4 微小型复杂三维结构多工艺复合完整加工技术21

1.3.5 微小型车铣复合加工工艺辅助技术22

1.3.6 可重配置车铣复合加工机床控制方法23

参考文献23

第2章 微小型车铣复合加工原理26

2.1 正交微小型车铣工艺过程26

2.1.1 车铣工艺与微小型加工26

2.1.2 无偏心微小型正交车铣28

2.2 车铣复合加工刀齿运动轨迹模型30

2.2.1 圆形轨迹30

2.2.2 次摆线轨迹31

2.2.3 刀齿运动轨迹仿真32

2.3 微小型车铣复合加工理论切削力35

2.3.1 正交车铣啮合区35

2.3.2 单齿圆周刃切入角、切出角35

2.3.3 单齿圆周刃切削厚度和切削宽度37

2.3.4 理论切削力计算43

2.4 车铣加工切削过程的有限元仿真技术45

2.4.1 微小型车铣三维有限元建模过程45

2.4.2 三维车铣复合加工有限元模拟及实验验证52

2.4.3 车铣加工中温度场二维仿真分析58

参考文献72

第3章 微小型车铣复合加工机床结构设计方法74

3.1 微小型车铣复合加工机床总体方案设计75

3.1.1 微小型车铣复合加工机床总体性能要求75

3.1.2 微小型车铣复合加工机床总体结构配置76

3.1.3 高转速精密微小型车铣复合加工中心总体结构方案81

3.2 局部可重配置微小型车铣复合加工机床结构设计方法85

3.2.1 微小型车铣复合加工机床可重配置特性85

3.2.2 局部可重配置复合加工机床结构设计特征88

3.2.3 局部可重配置机床设计基本方法93

3.3 高转速微小型切削刀具系统及自动换刀技术102

3.3.1 高转速微小型切削刀具系统及自动换刀系统结构特征102

3.3.2 高转速微小型切削刀具系统力学特性分析109

3.3.3 高转速小型自动换刀系统设计115

3.4 局部可重配置单元及其模块机械接口技术119

3.4.1 平面多销过定位数学描述119

3.4.2 定位销数目的确定121

3.4.3 双态定位机械接口精度保障机理124

参考文献126

第4章 微小型车铣复合加工机床控制系统设计方法128

4.1 车铣复合机床控制系统常用配置方案128

4.1.1 车铣复合机床常用控制系统128

4.1.2 可重配置微小型复合加工机床控制系统功能132

4.1.3 可重配置数控系统的框架结构133

4.1.4 现场总线和可重配置数控技术关系135

4.1.5 可重配置车铣复合加工机床控制系统总体方案138

4.1.6 系统硬件模块配置方法140

4.2 车铣复合加工机床控制系统软件结构体系141

4.2.1 基于软件数控的数控技术142

4.2.2 车铣复合中心数控系统软件总体结构145

4.2.3 车铣复合加工机床基于UML建模147

4.2.4 可重配置微小型车铣复合中心软件系统UML建模149

4.2.5 基于人机协同策略的参数化编程技术154

4.2.6 基于组件的参数化编程模块实现方法157

4.3 可重配置微小型车铣复合加工机床空间限位技术159

4.3.1 数控机床常用空间限位方法159

4.3.2 局部可重配置机床模块空间关系161

4.3.3 基于遗传算法的三维凸包碰撞检验方法163

4.3.4 基于面层的碰撞检验简化算法167

4.4 微小型车铣复合机床精度控制方法173

4.4.1 机床定位精度补偿的基本原理173

4.4.2 运动轴定位精度检测及补偿174

4.4.3 非接触式对刀179

参考文献182

第5章 微小型车铣复合加工机床的动态特性184

5.1 工艺系统动态特性分析184

5.1.1 工艺系统动态特性分析方法184

5.1.2 微小型车铣复合加工工艺系统特征185

5.1.3 刀具系统动力学特性188

5.1.4 工件系统动力学特性试验192

5.2 试验模态分析193

5.2.1 模态拟合方法193

5.2.2 试验模态分析方法195

5.2.3 锤击激励法模态试验196

5.2.4 模态验证切削试验198

5.3 微小型车铣复合切削颤振研究200

5.3.1 问题的提出200

5.3.2 颤振过程分析201

5.4 正交车铣加工稳定性研究209

5.4.1 正交车铣颤振模型209

5.4.2 颤振频率分析211

5.4.3 车铣复合加工颤振试验214

5.5 高速切削稳定阈分析218

5.5.1 正交车铣复合加工颤振域曲线218

5.5.2 稳定性叶瓣图试验验证222

参考文献225

第6章 微小型零件车铣复合加工工艺技术227

6.1 微小型车铣完整性加工工艺规划与精度分析227

6.1.1 微小型车铣完整性加工工艺规划227

6.1.2 微小型车铣复合加工精度分析233

6.2 刀具磨损机理与磨破损检测技术243

6.2.1 微小型车铣加工过程中刀具磨损现象243

6.2.2 车铣过程中小直径立铣刀磨损形态246

6.2.3 微小型车铣过程中小直径立铣刀磨钝标准248

6.2.4 微小型车铣复合加工刀具磨破损检测技术251

6.3 表面粗糙度试验与加工参数优化方法258

6.3.1 表面粗糙度的优化与预测258

6.3.2 微小型车铣加工表面粗糙度优化试验260

6.4 典型微小零件的车铣复合加工工艺案例269

6.4.1 钟表结构件车铣复合加工工艺269

6.4.2 阀芯零件的车铣复合加工工艺271

6.4.3 微小型板类零件的加工工艺案例273

6.4.4 微小型轴类零件的加工277

参考文献279