减振镗杆切削稳定性分析及振动控制研究
发布时间：2022-01-11 02:36
镗刀是孔加工的重要加工工具,当进行深孔加工时,由于镗杆具有较大的长径比,镗杆刚性差,容易发生切削振动。剧烈的振动除了会导致加工表面出现振纹,使粗糙度达不到要求外,还会导致切削力激增,增大刀具崩刃风险,危及工人的人身安全。为了抑制镗杆振动,可以采取主动或被动的减振技术,其中,主动减振技术针对性好,但因为主动减振要附加传感器、作动器等电器元件,稳健性较低;被动减振技术的针对性虽不及主动减振技术,但其稳健性高,且通过合理的参数设计,可以在相当宽的激励频率范围内显著抑制镗杆振动,因而,被动减振技术在应用中更为广泛,成为大量学者研究的热点问题。本文亦聚焦于带有吸振器的被动减振镗杆的稳定性及振动控制研究,以期获得较好的振动抑制性能,为减振镗杆的工业化生产和应用提供理论依据和指导。目前,针对减振镗杆的研究多采用线性系统建模,且为了方便计算,多数研究中对模型进行了大量简化,使得这些理论模型与现实模型存在较大差距。另外,关于吸振器的研究,目前主要侧重于新结构的提出,鲜有学者明确指出吸振器最优参数的具体调整方法,并进行结构参数的影响分析,这导致现有研究难以被应用于指导现实加工。本文在江苏省学位研究生创新计...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：126 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
深孔加工的应用
、高精度的深孔加工中，镗削加工成为主要的加工方式，图1-1为采用深孔镗削加工的零部件。（a）带有深孔的轴类零件（b）大口径火炮炮管图1-1深孔加工的应用然而在深孔加工中，镗杆具有较大的长径比，而镗杆长度增加后，镗杆的刚度会急剧下降，导致镗杆失稳、振动加剧[3]。在引起镗杆振动的原因中，除低刚度外，工具系统的动平衡、工件和刀具的夹持特性、刀片的刀尖形状、切削用量、主轴系统刚性等都可能引起镗杆的振动失稳。镗杆失稳后，轻者破坏零件表面加工质量，导致次品产生，重者可引起刀刃崩裂，危及工人安全[4-6]。图1-2为作者进行镗刀实验时发生的颤振现象，加工过程中刀具发生剧烈振动，发出刺耳噪声，不得不使用紧急停机按钮，内表面出现肉眼可见清晰振纹，完全达不到加工质量要求。图1-3为加工结束后刀片的损坏情况，切削刃被严重破坏，刀具无法继续使用。图1-2发生颤振时的表面振纹图1-3刀具与刀片损坏情况
庸ぶ校?鄹司哂薪洗蟮某ぞ侗龋??鄹顺ざ仍黾雍螅?鄹说母斩然峒?剧下降，导致镗杆失稳、振动加剧[3]。在引起镗杆振动的原因中，除低刚度外，工具系统的动平衡、工件和刀具的夹持特性、刀片的刀尖形状、切削用量、主轴系统刚性等都可能引起镗杆的振动失稳。镗杆失稳后，轻者破坏零件表面加工质量，导致次品产生，重者可引起刀刃崩裂，危及工人安全[4-6]。图1-2为作者进行镗刀实验时发生的颤振现象，加工过程中刀具发生剧烈振动，发出刺耳噪声，不得不使用紧急停机按钮，内表面出现肉眼可见清晰振纹，完全达不到加工质量要求。图1-3为加工结束后刀片的损坏情况，切削刃被严重破坏，刀具无法继续使用。图1-2发生颤振时的表面振纹图1-3刀具与刀片损坏情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]非线性减振槽在不同排布方式下抑制深孔镗削颤振的研究[J]. 郭嘉瑞,关世玺,孟凡冲,贾凯,常晶. 制造技术与机床. 2018(05)
[2]动力减振镗杆结构优化及运动稳定性仿真研究[J]. 张莉英,蒋放,孙铄. 机械设计与制造. 2018(01)
[3]气浮镗杆在镗孔中的应用试验[J]. 熊阳,张彬,鲍龙祥,李昆. 航空精密制造技术. 2017(06)
[4]智能刀具的发展现状[J]. 王英杰,刘广超,许世龙. 黑龙江科技信息. 2017(03)
[5]基于MATLAB的强迫振动达芬方程的非线性幅频响应分析[J]. 陈赵江,陈敏. 物理通报. 2016(06)
[6]基于Matlab的减振镗杆动态特性分析[J]. 王荣栋,高国生,郝瑞晓. 石家庄铁道大学学报(自然科学版). 2015(03)
[7]超声振动切削对耦合颤振的影响[J]. 隋翯,张德远,陈华伟,张翔宇. 航空学报. 2016(05)
[8]Shear modulus and damping ratio of sand-granulated rubber mixtures[J]. M.Ehsani,N.Shariatmadari,S.M.Mirhosseini. Journal of Central South University. 2015(08)
[9]机器人镗孔加工系统稳定性分析[J]. 方强,李超,费少华,孟涛. 航空学报. 2016(02)
[10]基于变切削参数条件下的数控铣削振动控制实验研究[J]. 陈成,盛锋. 制造技术与机床. 2014(11)
博士论文
[1]变刚度—约束阻尼减振镗杆设计及特性研究[D]. 刘立佳.哈尔滨理工大学 2016
硕士论文
[1]刀具结构对切削加工的影响研究及优化设计[D]. 吴志慧.湖北工业大学 2017
[2]车削颤振机理与稳定性问题研究[D]. 李小勇.兰州理工大学 2017
[3]刚度主轴方位对模态耦合再生切削系统动态响应谐参数的影响[D]. 王洋.吉林大学 2009
本文编号：3581913
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：126 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
深孔加工的应用
、高精度的深孔加工中，镗削加工成为主要的加工方式，图1-1为采用深孔镗削加工的零部件。（a）带有深孔的轴类零件（b）大口径火炮炮管图1-1深孔加工的应用然而在深孔加工中，镗杆具有较大的长径比，而镗杆长度增加后，镗杆的刚度会急剧下降，导致镗杆失稳、振动加剧[3]。在引起镗杆振动的原因中，除低刚度外，工具系统的动平衡、工件和刀具的夹持特性、刀片的刀尖形状、切削用量、主轴系统刚性等都可能引起镗杆的振动失稳。镗杆失稳后，轻者破坏零件表面加工质量，导致次品产生，重者可引起刀刃崩裂，危及工人安全[4-6]。图1-2为作者进行镗刀实验时发生的颤振现象，加工过程中刀具发生剧烈振动，发出刺耳噪声，不得不使用紧急停机按钮，内表面出现肉眼可见清晰振纹，完全达不到加工质量要求。图1-3为加工结束后刀片的损坏情况，切削刃被严重破坏，刀具无法继续使用。图1-2发生颤振时的表面振纹图1-3刀具与刀片损坏情况
庸ぶ校?鄹司哂薪洗蟮某ぞ侗龋??鄹顺ざ仍黾雍螅?鄹说母斩然峒?剧下降，导致镗杆失稳、振动加剧[3]。在引起镗杆振动的原因中，除低刚度外，工具系统的动平衡、工件和刀具的夹持特性、刀片的刀尖形状、切削用量、主轴系统刚性等都可能引起镗杆的振动失稳。镗杆失稳后，轻者破坏零件表面加工质量，导致次品产生，重者可引起刀刃崩裂，危及工人安全[4-6]。图1-2为作者进行镗刀实验时发生的颤振现象，加工过程中刀具发生剧烈振动，发出刺耳噪声，不得不使用紧急停机按钮，内表面出现肉眼可见清晰振纹，完全达不到加工质量要求。图1-3为加工结束后刀片的损坏情况，切削刃被严重破坏，刀具无法继续使用。图1-2发生颤振时的表面振纹图1-3刀具与刀片损坏情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]非线性减振槽在不同排布方式下抑制深孔镗削颤振的研究[J]. 郭嘉瑞,关世玺,孟凡冲,贾凯,常晶. 制造技术与机床. 2018(05)
[2]动力减振镗杆结构优化及运动稳定性仿真研究[J]. 张莉英,蒋放,孙铄. 机械设计与制造. 2018(01)
[3]气浮镗杆在镗孔中的应用试验[J]. 熊阳,张彬,鲍龙祥,李昆. 航空精密制造技术. 2017(06)
[4]智能刀具的发展现状[J]. 王英杰,刘广超,许世龙. 黑龙江科技信息. 2017(03)
[5]基于MATLAB的强迫振动达芬方程的非线性幅频响应分析[J]. 陈赵江,陈敏. 物理通报. 2016(06)
[6]基于Matlab的减振镗杆动态特性分析[J]. 王荣栋,高国生,郝瑞晓. 石家庄铁道大学学报(自然科学版). 2015(03)
[7]超声振动切削对耦合颤振的影响[J]. 隋翯,张德远,陈华伟,张翔宇. 航空学报. 2016(05)
[8]Shear modulus and damping ratio of sand-granulated rubber mixtures[J]. M.Ehsani,N.Shariatmadari,S.M.Mirhosseini. Journal of Central South University. 2015(08)
[9]机器人镗孔加工系统稳定性分析[J]. 方强,李超,费少华,孟涛. 航空学报. 2016(02)
[10]基于变切削参数条件下的数控铣削振动控制实验研究[J]. 陈成,盛锋. 制造技术与机床. 2014(11)
博士论文
[1]变刚度—约束阻尼减振镗杆设计及特性研究[D]. 刘立佳.哈尔滨理工大学 2016
硕士论文
[1]刀具结构对切削加工的影响研究及优化设计[D]. 吴志慧.湖北工业大学 2017
[2]车削颤振机理与稳定性问题研究[D]. 李小勇.兰州理工大学 2017
[3]刚度主轴方位对模态耦合再生切削系统动态响应谐参数的影响[D]. 王洋.吉林大学 2009
本文编号：3581913
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