1.1.2 课题的研究意义

对切削加工过程的仿真是指通过建立数学模型，通过仿真结果来研究切削加工参数对不易观察到的切削现象的影响，从而更加深入的了解切削加工机理和评判选择该切削参数的合理性 。切削加工过程有两种主要的仿真手段：几何与动力学仿真；其中，对于几何仿真，其研究的问题主要是刀具路径以及验证过程中是否发生干涉，但是它却不具有对各种影响加工效率以及表面质量的物理因素进行必要的仿真与预测。现在，企业对于生产加工过程的效率以及精度要求不断提高，单一的几何仿真现在已满足不了企业的生产要求。在现实的生产加工中，随着高速切削加工的不断应用于普及，直接影响加工过程的关键因素已经转变为切削力、颤振以及变形等。因此，在加工过程中以几何仿真为基础上开发新的动力学仿真技术——对整个切削加工过程中的物理量以及各种因素以动力学仿真的角度进行分析建模与仿真。在实际的切削加工之前对物理量与切削参数之间的关系进行预测，对工件的加工质量进行分析评估。

目前，我国多数机械加工企业对切削参数的选取基本上都是根据刀具生产厂家的推荐值或者是工人师傅的经验值等传统方法确定，这样不合理的选取切削参数，将降低切削加工的效率，工件的质量较差，生产成本较高以及机床的效率不能充分发挥等问题。使用动力学仿真技术优化切削加工过程中的切削参数将可以明显的提高加工效率与零件的加工质量，同时也可以降低生产成本。

综上所述，依据切削参数优化的理念，结合现有的一些应用软件，将各种刀具，材料，机床的优化参数应用到柴油机机身的切削加工中，使切削方式得到优化。在这种参数切削优化的思想下，综合考虑各个影响切削效率的因素，从而找到全局最优解，不仅提高切削零件的加工效率，提高零件的加工质量，缩短交货周期，而且节省了制造成本，这将无疑具有重大的应用价值和实用价值。

1.2  国内外的研究现状

1.3 本课题的主要研究内容

论文的主要研究内容包括以下方面：

   （1）以船用柴油机机身零件为研究对象，学习切削加工方面的理论知识，分析零件的结构特点，结合所掌握的知识完成整体的方案设计；

   （2）以船用柴油机机身零件为铣削加工的研究对象，对工艺系统进行锤击实验，获得系统的模态参数，并利用DynaCut软件对所得的模态参数进行传函分析以及模态辨识等操作，获取模态拟合与优化曲线图；

   （3）在高速加工下为了避免系统发生颤振，利用SimuCut软件中的颤振稳定域仿真模块以及时域仿真模块对工艺系统进行分析仿真，获取得到工艺系统的颤振稳定域图以及时域仿真图，对所得的图形进行分析优化，基于优化的思想选取切削参数，并进行相应的手段对其进行验证与分析；

   （4）在高速切削加工下，利用软件分析得到了避免颤振下的切削优化参数，为了验证所得参数的可靠性与准确性，将使用Deform软件中的切削加工的模拟分析模块进行验证。将优化所得的切削参数作为输入，通过分析后处理所得的三向切削力图以及切削过程中的温度变化图等与现有加工参数下所得的变化情况进行比较。

在本文的最后对整篇文章进行了总结，阐述了本文中所做的研究工作以及所得到的优化参数的应用意义。同时也指出了在研究的过程中发现的诸多问题，值得进一步研究的内容。

第2章 实验方案的总体设计