面向薄壁件稳定性加工的工件减振技术

发布时间：2020-05-18 12:37

【摘要】：薄壁件近些年来在航空航天领域中得到了越来越广泛的应用,但局部刚度较低和较差的加工工艺性等也一定程度上使得薄壁件在加工过程中容易产生振动。相比于减小切深等调整工艺参数方法控制振动幅度,在加工过程中给工件附加上动力吸振器不仅便捷经济,而且不依赖大量工艺经验。本文主要针对薄壁件的整个加工过程研究了一种通过多个吸振器联合作用的组合式动力吸振器的设计方法。首先根据二自由度系统振动模型,推导并分析了动力吸振器的工作原理。其次针对多厚度多自由度复杂结构建立工件吸振器力学模型,基于MATLAB软件编程建立获取组合吸振器参数的动力学优化设计方案。之后利用Python语言对有限元软件ABAQUS作二次开发,建立组合吸振器的各元件尺寸确定方法。以工件上一系列关键点的加速度频响函数作为参考依据,通过软件ABAQUS仿真比较了在加工过程中各厚度工件在安装组合动力吸振器前后的振动强度,并对吸振器位置排布进行了优化。最后,根据前文分析结果加工出组合动力吸振器,以工件表面关键点的加速度频响函数以及在激振器激振条件下的振动响应作为参考,比较了实际工件在安装动力吸振器前后的振动强度。实验结果与仿真结果基本吻合,表明了所设计的组合式动力吸振器对工件振动控制的有效性。
【图文】：

示意图,振动系统,弹性力,系统发生

５％，振动会随着时间而减小。因而提高机床加工系统的稳定性主要是控制系统的受迫逡逑振动和自激振动。对于受迫振动的控制首先要找到振动的源头并进行控制；其次逡逑要注意防止共振的发生，调整相应的振动频率；另外可以使用隔振装置进行对振逡逑动的隔离吸收，减小振动的危害。逡逑对于自激振动的控制可分为对方位特性的控制，如刀具与工件的相对位置；逡逑提高系统的等效刚度，如根据主振型和振动特性来确定增加其刚度以及增加位置；逡逑增加系统的等效阻尼，如使用较大阻尼比的材料，选用适合的加工参数，如在大逡逑量试验中找出各单项参数以及联合参数对振动的影响，并选择较为有助于振动抑逡逑制的参数。逡逑２．３单自由度系统振动理论基础分析逡逑单自由度系统通常包括质量ｍ，用于连接质量和基础的弹性元件（刚度为灸）逡逑以及阻尼（阻尼系数为ｃ）。此外，振动系统中还需要包含持续作用的外加激励逡逑力该激励力可以有多重不同的形式，例如简谐力等。振动模型示意图如图逡逑２．１所示。逡逑

阻尼系统,振动方程,牛顿第二定律,自由振动

图２．２有阻尼系统的自由振动逡逑根据牛顿第二定律，，可得该种情况下的振动方程逡逑ｍ＇ｘ邋＝邋－ｃｘ邋—邋ｋｘ逦（２．５）逡逑
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：V261

【参考文献】