镗刀复合减振分析与试验研究

发布时间：2017-04-16 20:17

  本文关键词：镗刀复合减振分析与试验研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在机械加工过程中,常常因切削刀杆的颤振,导致无法正常的切削加工,这不仅严重影响了加工效率,而且在加工过程中还会出现零件质量低、噪声过高、刀杆使用寿命短等问题。因此,减振刀杆的出现不仅能有效提高加工效率,更是加工出合格产品的重要保证。目前得到公认的刀杆减振方法主要有:采用复合材料制作刀杆;在刀杆内使用阻尼器;在刀杆内添加颗粒阻尼;采用电流变技术减振等。方法有很多,但是经过作者研究发现,尚且没有一种方法能够集“百家之长”,所以本文的主要研究内容也是本文的创新之处为采用复合方法减振,即同时利用磁流变技术和颗粒阻尼减振技术达到减振目的。如果这种方法具有可行性,将为以后减振刀杆的发展提供一种全新的思路。本文第一部分首先介绍了本课题研究的背景、意义,以及国内外对减振刀杆的研究进展,接着重点说明了近年来国内外在磁流变减振技术以及颗粒阻尼减振技术方面的发展现状以及存在的可以继续研究的空间。本文第二部分首先对磁流变液的性质性能进行简单介绍,然后将磁流变液的性质与电流变液的性质做出对比,以此说明选择磁流变液的原因。其次说明磁流变技术的工作模式并设计磁流变减振刀杆的基本结构,并对刀杆进行了静刚度和阻尼性能的测试。最后阐述了该技术的减振机理,从理论的角度证明该方法的可行性。本文第三部分首先说明如何选择刀杆材料以及颗粒本身具有的特性和具有的振动性能,并且设计了减振刀杆的动力学模型,通过使用有限元仿真对刀腔尺寸进行分析。随后对实心刀杆和空腔刀杆做出模态分析,比较它们固有频率的高低。最后对颗粒的碰撞从能量方面进行有限元的仿真研究方法,为以后该方法的深入研究提供了依据。在本文第四部分,作者主要是进行了实验验证,依次说明本次实验用到的设备,以及具体的实验的方案,最后进行锤击实验以及镗削实验,通过测量加工完零件的表面粗糙度来验证减振效果的优劣。
【关键词】：颗粒阻尼 磁流变液 减振刀杆 表面粗糙度
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG53
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-16
• 1.1 课题背景及研究意义9
• 1.2 切削振动研究概述9-12
• 1.3 减振刀杆国内外研究进展12-15
• 1.3.1 磁流变减振器的国内外研究现状13-14
• 1.3.2 颗粒阻尼器的国内外研究现状14-15
• 1.4 本文主要研究内容15-16
• 2 磁流变减振刀杆的工作机理研究16-32
• 2.1 磁流变材料的组成16-17
• 2.2 磁流变材料的工作模式17-18
• 2.3 磁流变材料在控制中具有的动态性能18-19
• 2.4 磁流变减振镗杆的研制19-22
• 2.4.1 减振镗杆结构19-20
• 2.4.2 减振镗杆静刚度和阻尼性能的测试20-22
• 2.5 磁流变减振刀杆的抑振机理22-25
• 2.5.1 镗削加工的稳定性分析22-24
• 2.5.2 刀杆的抑振机理24-25
• 2.6 减振刀杆的动力学模型25-28
• 2.7 减振刀杆的抑振控制仿真研究28-31
• 2.8 本章小节31-32
• 3 镗刀刀杆动力学模型的建立32-48
• 3.1 刀杆材料选择32
• 3.2 颗粒物质特性32-34
• 3.3 颗粒的振动特性34-35
• 3.4 减振刀杆的动力学模型35-42
• 3.4.1 刀腔体尺寸设计37-40
• 3.4.2 刀杆模态分析40-41
• 3.4.3 镗刀模态分析结果41-42
• 3.5 颗粒碰撞有限元仿真模拟42-47
• 3.6 本章小节47-48
• 4 复合减振实验研究48-62
• 4.1 实验原理48-49
• 4.1.1 磁流变减振刀杆的减振原理48
• 4.1.2 颗粒阻尼刀杆的减振原理48-49
• 4.2 试验设备与材料49-57
• 4.2.1 实验方案50-51
• 4.2.2 磁流变技术减振实验51-53
• 4.2.3 锤击实验53-57
• 4.3 复合减振镗刀的镗削试验57-61
• 4.3.1 实验目的57
• 4.3.2 实验设备与材料57-58
• 4.3.3 实验方案58
• 4.3.4 实验结果与分析58-61
• 4.4 本章小节61-62
• 5 总结与展望62-64
• 5.1 全文总结62-63
• 5.2 展望63-64
• 参考文献64-68
• 攻读硕士学位期间发表论文情况68-69
• 致谢69-70

【参考文献】

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本文编号：311595