基于磁流变效应的深孔切削颤振抑制技术研究

发布时间：2017-04-30 00:01

  本文关键词：基于磁流变效应的深孔切削颤振抑制技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本论文依托国家国际科技合作专项项目“精密高效深孔加工关键技术合作研究”。深孔加工机床在进行金属切削过程中会出现颤振,而颤振会导致加工精度降低、加工效率受到影响、刀具与机床寿命缩短和有害噪声的产生。因此对颤振和其抑制技术的研究至关重要。首先对发生在机床金属切削过程的振动类型与减振方法进行了分析,其次对再生型颤振和振型耦合型颤振机理进行分析,再对两种颤振类型的稳定性进行了研究,包括动力学模型的构建,瞬时动态钻削力的计算与提高稳定性的方法。通过对磁流变液工作模式的分析和力学模型的研究,设计出基于挤压模式的自适应磁流变液减振器,对其磁生电-电生磁部分进行公式推导并通过初步选型来验证其可行性,并采用全新的减振器安装方式布置在深孔加工机床上。通过分析后建立了动力学模型并求得了动力学方程,通过Matlab的Simulink平台对动力学模型进行搭建与仿真,对比不同转速下的安装减振器的系统与未安装减振器的系统的振动图形,结果表明:磁流变液减振器可以大幅度并迅速的衰减振幅,还缩短了振动周期,因此自适应磁流变液减振器对机床切削颤振具有很好的抑制作用。
【关键词】：深孔加工 颤振 磁流变液 磁流变液减振器 MATLAB
【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】：TG523
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 1.绪论10-19
• 1.1 课题背景10-11
• 1.2 深孔加工的类型及特点11-14
• 1.2.1 深孔加工技术的分类11-14
• 1.2.2 深孔加工中的特点14
• 1.3 深孔加工中的颤振问题14-15
• 1.4 深孔钻削颤振的研究现状15-17
• 1.4.1 颤振产生机理的研究15-16
• 1.4.2 抑振方法的研究16-17
• 1.5 课题的意义和主要内容17-19
• 2.深孔加工钻削振动稳定性分析19-36
• 2.1 机床振动理论分析19-28
• 2.1.1 机床振动分析20-21
• 2.1.2 切削颤振的理论分析21-26
• 2.1.3 增强机床稳定性的基本方法26-28
• 2.2 深孔钻削过程中再生型颤振的稳定性分析28-32
• 2.2.1 深孔加工过程的动力学模型28-29
• 2.2.2 瞬时动态钻削力的计算29-31
• 2.2.3 深孔加工中颤振的分析31-32
• 2.3 深孔钻削过程中振型耦合型颤振稳定性分析32-35
• 2.3.1 深孔加工系统动力学模型32-33
• 2.3.2 稳定性分析33-35
• 2.4 本章小结35-36
• 3.磁流变材料机理36-43
• 3.1 磁流变液的组成37-38
• 3.1.1 可磁化的微型颗粒37
• 3.1.2 基础载液37-38
• 3.1.3 添加剂38
• 3.2 磁流变液的性能38-40
• 3.3 磁流变效应机理40-41
• 3.4 磁流变效应的影响因素41
• 3.5 本章小结41-43
• 4.磁流变液减振器的理论研究及结构设计43-59
• 4.1 磁流变液工作原理43-47
• 4.1.1 流动模式44-45
• 4.1.2 剪切模式45-46
• 4.1.3 挤压模式46-47
• 4.2 磁流变液减振器力学模型研究47-48
• 4.3 磁流变液减振器的模型48-51
• 4.4 磁流变液减振器力学模型阻尼力推导51-55
• 4.5 磁流变液减振器功能可行性初步分析55-58
• 4.6 本章小结58-59
• 5.磁流变液减振器应用于深孔机床的仿真分析59-67
• 5.1 磁流变液减振器应用于深孔机床的仿真分析59-61
• 5.2 安装减振器的深孔机床颤振仿真分析61-66
• 5.2.1 仿真方法研究61-62
• 5.2.2 深孔加工振动系统仿真模型的建立62-66
• 5.3 本章小结66-67
• 6.结论与展望67-69
• 6.1 本文总结67-68
• 6.2 未来展望68-69
• 参考文献69-73
• 攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果73-74
• 致谢74-75

【参考文献】

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本文编号：335828