交变冲击载荷下高速干切滚刀主轴系统振动响应特性研究

发布时间：2018-04-14 23:07

  本文选题：高速干切 + 滚刀主轴系统　； 参考：《机械工程学报》2017年11期

【摘要】：与传统湿切滚齿相比,高速干切滚齿更加绿色高效,但其主轴转速大且加工参数变化范围广的特性直接影响着滚刀主轴系统的动态特性。为了解不同主轴转速和进给量对高速干切滚刀主轴系统加工过程中振动响应的影响规律,进行多参数混合影响的切削载荷作用下滚刀主轴系统振动响应分析。建立高速干切滚刀主轴系统的有限元模型并进行模态分析,得到各阶固有频率和振型。通过试验获得了在不同主轴转速和进给量下的主切削力,并将其对滚刀主轴系统的激励简化为单频谐波激励。根据不同的加工参数对激扰切削载荷的频率和幅值进行设置,采用分频段的振动谐响应分析方法,得到了滚刀主轴系统的振动响应规律。进行了主轴敲击试验获得了滚刀主轴系统的频响曲线,开展了不同加工参数组合下的加工过程振动响应测试,试验结果验证了仿真分析的可靠性。所得到的振动响应规律可以指导高速干切滚刀主轴系统的加工参数优化。
[Abstract]:Compared with the traditional wet cutting hobbing, the high-speed dry hobbing is more green and efficient, but the characteristics of high spindle speed and wide range of machining parameters have a direct impact on the dynamic characteristics of the hob spindle system.In order to understand the influence of different spindle speed and feed on the vibration response of high-speed dry-cutting hob spindle system, the vibration response of hob spindle system under the influence of multi-parameter mixed cutting load was analyzed.The finite element model of high speed dry cutting hob spindle system is established and modal analysis is carried out to obtain the natural frequency and vibration mode of each order.The main cutting force under different spindle speed and feed rate is obtained by experiments, and the excitation of hob spindle system is simplified to single frequency harmonic excitation.According to the different machining parameters, the frequency and amplitude of the exciting cutting load are set, and the vibration response law of the hob spindle system is obtained by using the vibration harmonic response analysis method in the frequency band.The frequency response curve of the hob spindle system was obtained by the spindle percussion test, and the vibration response test of the machining process under different machining parameters was carried out. The experimental results verified the reliability of the simulation analysis.The vibration response law can be used to optimize the machining parameters of high speed dry cutting hob spindle system.
【作者单位】： 重庆大学机械传动国家重点实验室;重庆机床(集团)有限责任公司;
【基金】：国家自然科学基金(51475058) 国家高技术研究发展计划(863计划,2012AA040107) 教育部“长江学者奖励计划”青年学者(Q2015150)资助项目
【分类号】：TG612

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本文编号：1751415