【摘要】：隨著機(jī)械制造技術(shù)的不斷發(fā)展,實(shí)際工程中對(duì)深孔加工技術(shù)的要求越來(lái)越高,特別是一些對(duì)加工精度要求極高的行業(yè),如航空宇航制造業(yè)、兵器、石油及煤礦等。鏜刀作為深孔加工的主要刀具之一,直接影響著深孔加工的質(zhì)量和效率,研究如何抑制深孔加工中的振動(dòng)是十分必要的。深孔鏜削加工中,自激振動(dòng)(顫振)很難找到有效的抑制方法,影響了加工精度、生產(chǎn)效率以及刀具的使用壽命。針對(duì)如何抑制顫振,本文設(shè)計(jì)了一種非線形減振槽雙層鏜桿結(jié)構(gòu),利用切削液在非線形減振槽處增大阻尼的作用來(lái)抑制鏜削中的顫振,研究結(jié)果對(duì)工程應(yīng)用具有一定的理論指導(dǎo)意義。首先,分析了刀具系統(tǒng)的振動(dòng)情況和切削過(guò)程中顫振產(chǎn)生的機(jī)理,并對(duì)深孔鏜削中的動(dòng)力學(xué)模型以及顫振發(fā)生時(shí)的動(dòng)態(tài)切削力進(jìn)行了分析計(jì)算。其次,利用了流體阻尼技術(shù)減振原理設(shè)計(jì)了非線形減振槽雙層鏜桿結(jié)構(gòu),建立了流場(chǎng)力學(xué)模型和深孔鏜削系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)仿真模型,分別運(yùn)用Fluent和Simulink進(jìn)行流場(chǎng)域的流體仿真和深孔鏜削過(guò)程中的動(dòng)力學(xué)仿真,來(lái)驗(yàn)證非線形減振槽的減振效果。仿真結(jié)果表明:非線形減振槽雙層鏜桿結(jié)構(gòu)能有效抑制顫振,其結(jié)構(gòu)優(yōu)化后減振效果進(jìn)一步提高。最后,對(duì)鏜削加工過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,通過(guò)采集的振動(dòng)信號(hào),對(duì)比分析非線形減振槽雙層鏜桿和普通鏜桿的振動(dòng)性能,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:非線形減振槽雙層鏜桿對(duì)深孔鏜削中的顫振有明顯的抑制作用,其振幅降低約30%。
【圖文】：

影響加工生產(chǎn)效率，加大了企業(yè)成本的投入，因此，如何抑機(jī)械加工業(yè)重大意義[2]。目前，就鏜桿減振，國(guó)內(nèi)外學(xué)者做重大的研究成果�，F(xiàn)狀國(guó)學(xué)者 F.W.Taylor[3]發(fā)表的顫振論文，在當(dāng)時(shí)引起了很大的振進(jìn)行了大量的科學(xué)研究。等人通過(guò)增大鏜桿長(zhǎng)徑比的方法來(lái)提高其動(dòng)剛度，來(lái)抑制鏜在鏜桿離刀頭最近的一端開(kāi)設(shè)空腔放置減振塊，在減振塊與其產(chǎn)生阻尼，達(dá)到鏜桿的減振效果。k公司的Teeness[5]設(shè)計(jì)的長(zhǎng)徑比為16的減振鏜桿是現(xiàn)在比較方法是在鏜桿內(nèi)部添加內(nèi)置減振器，結(jié)構(gòu)如圖1.1所示：

圖 1.2 鏜桿減振控制系統(tǒng)示意圖研究員 NAGANO S[8]等通過(guò)改變減振鏜桿的材料，如樹(shù)脂的碳纖維變?cè)鰪?qiáng)了鏜桿的抗振性，因此，具有很強(qiáng)的抗顫振特性。減振鏜桿方面的專家 ANDREN L[9]等人提出了一種用合金鋼、不銹鋼減振鏜桿，并且研究了該鏜桿在切削中的動(dòng)態(tài)性能。u[10]等人提出了抑制鏜桿顫振的方法，就是鏜桿在外部激勵(lì)作用下振幅采用的減振措施：首先，優(yōu)化橡膠圈的徑向剛度；其次，選擇合適的hi[11]等人，在鏜桿內(nèi)部填加永磁體、減振塊等吸振器，運(yùn)用摩擦原理。ar[12]等人，運(yùn)用 Lyapunov 方程就減振鏜桿內(nèi)部的動(dòng)力吸振器的合理位計(jì)研究。oradia[13]等人對(duì)鏜桿中內(nèi)置吸振器的參數(shù)對(duì)減振鏜桿動(dòng)態(tài)性能的影響的得出了相應(yīng)的影響趨勢(shì)，并對(duì)其優(yōu)化改進(jìn)，使其減振效果更加明顯
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG71

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2708996