模具加工工艺系统动态特性及切削稳定性分析

发布时间：2021-09-25 02:59

　　在铣削过程中,由于刀具的周期性切入和切出,不可避免地产生周期性变化的切削力。动态变化的切削力引发振动,使工件和刀具之间产生相对位移,导致加工过程不稳定,形成加工表面振纹,限制了先进数控机床优越性的充分发挥。因此,如何抑制加工不稳定己经成为高效切削加工领域中亟待解决的一个重要问题。本文在总结国内外稳定性研究现状的基础上,以模具加工工艺系统为研究对象,利用动态信号测试分析系统对机床在不同条件下的动态特性进行分析,并对切削过程进行动力学建模,通过频域解析求解获得其稳定性极限,为预测加工稳定性提供依据。具体的研究内容如下:首先,利用动态信号测试分析系统对模具加工工艺系统进行动态特性研究。通过锤击实验研究其固有特性,获得了机床的前六阶模态,并由此得出其共振区间;通过主轴空运转以及切削实验研究了系统在不同运行状态下的振动特性,根据系统主要的振动响应频率找出了在空运转和切削条件下振动产生的主要原因,并确定了其振动敏感方向。其次,在理论研究的基础上设计实验对主轴-刀具子系统进行频响分析和切削力信号辨识。通过锤击模态实验获得了刀尖点的频响函数,并对其参数识别得到动力学特性参数值；通过正交切削实验测量得到... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

一测试装置及现场布置

并设置测点编号，以便于后续实验数据与模型的匹配。各传感器测得的力激励下??的动态响应信号经采集及初步处理后导入软件进行时域和频域分析，识别出所需??的模态参数，并验证所得结果的准确性。实验现场的设备布置如图２－３所示。??图２－３测试装置及现场布置??１４??

来确定其测点位置。为了得到主轴端部的阵型，在布置测点时需要尽可能??表现出其外形轮廓，来反映不同位置处的振动响应情况。之后在测试分析软件中??建立包含各测点的三维模型，其测点位置及编号如图２－４所示。本次实验在主轴端??部共布置了?２７个测点，用以简要表示出主轴端部的结构。由于每个几何测点均需??测量其Ｘ、Ｆ、Ｚ三个方向响应，故待分析测点数为几何测点数的三倍。由于传感??器数目为９个，即每次只能使用９个通道，故分批次分别采集。加速度传感器的??固定方式采用永久磁铁吸附，且为保证模态实验数据的准确性，每次测量均锤击??四次取平均值。??（ａ）主轴端部结构?（ｂ）几何测点??图２－４测点布置图??２．１．３实验结果分析??为了保证实验数据准确，对力锤的激励信号以及结构的响应信号质量有一定的??要求。因此在采集过程中，通过记录仪对力信号、加速度信号以及相干函数进行??实时监测，确保无连击现象和相干性较差的数据。图２－５为实验中某次锤击采集的??力信号及加速度响应信号。可以发现


本文编号：3408953