细长轴三刀车削加工的振动特性研究

发布时间：2019-11-27 23:49

【摘要】：细长轴通常定义为轴的长度与直径之比大于20的一类轴,此类零件常常应用于航空航天、机械工程设备等重要的领域,如螺杆、丝杠、钻杆和曲轴等等。正是由于长径比大,就导致了工件刚性差,抗弯能力弱,在外力作用下容易产生振动和弯曲变形,从而降低了零件的加工精度。细长轴车削加工时容易产生让刀,必须经过多次切削才能将工件车直,对一些加工精度要求高的细长轴零件,在车削加工过程中通常要使用跟刀架来辅助加工,而选用跟刀架的过程比较麻烦,比如修正支承爪、调整跟刀架支承爪与工件接触的时候不能过松也不能过紧。考虑到目前常用的两爪跟刀架,提出在同一轴上采用三刀呈120°分布的车削加工方法来缩短生产周期、保证加工质量从理论上来讲是可行的。本文重点围绕细长轴三刀车削加工过程中车刀作用力的径向分力产生的振动对弯曲变形的影响进行研究,根据车削外圆时工件的受力情况建立了细长轴力学模型及径向弯曲振动模型,结合欧拉-伯努利梁边界条件推导求解出了相应的振型函数、固有频率和弯曲振动响应方程。运用MATLAB软件对弯曲振动响应方程进行了数值分析,得到了切削用量对弯曲振动响应的影响规律。接着运用ANSYS Workbench仿真软件对细长轴三刀车削加工和单刀车削加工进行模态分析,在相同条件下,对比得出两者在车刀作用力的径向分力作用于轴四分之一、二分之一、四分之三处时的频率和变形量大小关系。最后运用ANSYS Workbench仿真软件对两种加工方法进行了谐响应分析,得到了两者在轴二分之一处的节点随频率变化的频幅曲线,对比分析后发现细长轴三刀车削加工的位移变化要小,峰值要小,验证了细长轴三刀车削加工的可行性,对分析细长轴的加工过程、指导生产具有一定的工程应用价值。
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TG51

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 李康;陈风;郭国强;陈明;;带自制跟刀架的振动车削细长轴实验研究[J];机械设计与制造;2015年06期

2 刘野;党新安;;细长轴车削加工的PID误差补偿方法的研究[J];煤矿机械;2012年07期

3 薛占璞;钱松荣;;基于SolidWorks细长轴的加工方法及有限元分析[J];煤矿机械;2012年07期

4 江平;邓志平;;基于BP网络对刀具磨损的预测[J];煤矿机械;2012年03期

5 许鹏;邓志平;;细长轴加工的单片机误差补偿系统设计[J];机床与液压;2011年22期

6 周宇;;细长轴加工中刀具几何参数的选择[J];机械制造与自动化;2011年03期

7 戴海港;邓志平;;细长轴的双刀车削加工方法[J];组合机床与自动化加工技术;2010年06期

8 姜广美;;车削加工细长轴的方法研究[J];硅谷;2010年11期

9 曹国英;解金榜;席闯;;位移传感器中细长轴车削加工工艺[J];新技术新工艺;2009年12期

10 段忠福;王敏;石新华;夏明璐;邵华;;细长轴超声波辅助振动车削试验研究[J];工具技术;2009年09期

相关硕士学位论文 前4条

1 张正义;细长轴车削加工尺寸误差分析及补偿研究[D];西华大学;2015年

2 金龙;细长轴车削加工的振动特性研究[D];西华大学;2014年

3 赵刚;细长轴双刀车削有限元法仿真研究[D];西华大学;2013年

4 李文超;提高细长轴数控车削精度工艺方法的研究[D];西华大学;2011年

，

本文编号：2566808