基于切削宽度的细长轴车削颤振研究

发布时间：2017-11-07 03:02

  本文关键词：基于切削宽度的细长轴车削颤振研究

  更多相关文章： 细长轴 颤振 稳定性 切削宽度 双刀车削 模糊控制

【摘要】：细长轴类零件被广泛应用于国防、交通、农业等领域,它在机器中起到连接和传动的重要作用,是一类不可或缺的零件。但在细长轴的车削加工过程中,整个工艺系统会产生颤振现象,将导致零件的加工精度难以保证,刀具及机床部件的使用寿命大大降低。这使得细长轴的切削加工成为了困扰工程师们长期以来的一个难点,加之人们对其精度要求越来越高,因此研究细长轴切削过程中的颤振并对颤振进行控制具有深远的意义。本文首先对细长轴切削过程的颤振机理进行了分析,确定了由位移延时引起的再生型颤振的数学模型。建立了该车削颤振状态的线性微分方程,对产生颤振的临界条件进行推导,得出了极限车削宽度与转速之间关系的稳定性区域图。通过设计出的切削颤振系统的Simulink仿真模型,对其进行时域仿真,得到切削系统在不同切削宽度、重叠系数、频率下的振幅变化,验证了理论分析的正确性。考虑到线性理论的局限性,运用非线性理论对细长轴的切削颤振进行了分析,对发生颤振不稳定状态以后的情况有了新的认识。在此基础上,提出了对称式双刀车削的加工方法,将工件视为刚性,忽略其动态变化,建立细长轴双刀车削的单自由度振动模型,对其进行颤振的时域仿真,与普通车削的相比,双刀车削方法的颤振稳定性效果更好、振幅更小。最后论文重点研究了基于智能控制策略来对车削颤振进行抑制的方法,介绍了模糊控制的原理及设计内容,确定了控制系统的方案,设计出恒力切削的模糊控制仿真模型,得到了切削力的变化情况,其响应速度更快,与预先设计的力更加接近。分析结果表明,运用模糊控制对车削颤振的稳定性能起到很好的鲁棒性,减小了振动,从而可以提高细长轴的加工质量。
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG51

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本文编号：1150538