大螺距螺纹切削中机床子系统振动研究

发布时间：2020-03-30 12:35

【摘要】：大螺距螺杆作为关键零部在大型装备设备中应用广泛,起到连接、紧固、传递动力等作用。企业生产中采用中、小螺距工艺,造成切削力成倍增大,同时由于其长径比大,导致加工工艺系统振动剧烈,难以保证大螺距螺纹面长行程的高品质加工。目前对工艺系统的振动特性的研究较少,而在大螺距螺纹加工过程中机床子系统作为加工工艺系统的重要组成部分,对机床系统在加工系统中振动特性的研究,成为在大螺距螺纹加工工艺系统振动研究的基础。本文从大螺距螺纹加工工艺系统空间角度出发,通过大螺距螺纹精加工过程中机床子系统主轴对工件的作用关系和进给系统丝杠对刀具的作用关系进行研究,将主轴对工件振动的激励、丝杠对刀具振动的激励作为输出端,研究机床主轴振动与丝杠振动,同时进行主轴与丝杠振动的交互作用关系研究,获得机床子系统在工艺系统中的振动特性。首先建立机床主轴的动力学模型,对机床主轴进行动力学分析,确定机床主轴的模态振型函数,利用ANSYS软件仿真机床主轴的多阶振动频率以及最大变形量,获取机床主轴的多阶模态态振型,对主轴进行模态分析。其次,研究车床进给系统丝杠的振动,将工作台与丝杠的接触简化为结合面,建立结合面模型,分析进给系统丝杠的横向振动、纵向振动、扭转振动,建立了丝杠的纵向、扭转和横向振动函数,并推导了机床进给系统丝杠的动力学方程。然后,规划大螺距螺纹精加工振动测试实验,搭建机床主轴、丝杠振动测试平台,获取多种工况下机床主轴、丝杠的振动信号,通过对振动信号进行信号傅里叶变换、滤波处理,提取振动特征参数,提出机床主轴振动及丝杆振动的振动特性识别方法,实现对主轴及丝杠的振动识别。最后,进行多种切削参数下大螺距螺纹精加工实验,验证本文所建立的大螺距加工振动识别方法,检测左右刃切削下机床主轴振动信号及丝杠振动信号,利用振动识别方法识别精加工状态下主轴振动、丝杠振动的不同激励,分析不同参数下机床主轴、丝杠振动状况,揭示加工过程中主轴振动与丝杆振动的相互作用关系,建立出机床振动加速度方程。本文通过对机床主轴建模进行模态仿真分析,对丝杠的振动分析,并通过大螺距螺纹精加工振动实验数据分析,为大螺距螺纹加工过程中分析机床子系统振动的研究提供了基础,同时为实际加工大螺距螺纹提供了理论指导。
【图文】：

（a）重型卧式车床 （b）万吨压力机 （c）重型龙门镗铣床图 1-1 大螺距螺纹的应用Fig.1-1 Application of large thread pitch齐齐哈尔第二机床厂生产的大型数控车铣加工中心，即使用大螺距螺杆作为传动部件，有着传递动力、紧固、连接的作用[3]。因此可以看出，大螺距螺

图 1-2 车削大螺距螺纹刀具磨损与加工表面损伤.1-2 turning large thread pitch thread tool wear and machining surface damage在车削大螺距梯形螺纹精加工过程中，影响车削大螺距梯形螺纹加工质量要原因是大螺距螺纹工艺系统下机床振动、刀具振动及工件振动，在研究广义空间的刀具振动与磨损中，机床振动是其最重要的一环，机床振动作
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG62

【参考文献】

相关期刊论文 前9条

1 罗亮;张为民;周敏剑;Jürgen Fleischer;;滚珠丝杠进给系统动态特性集中质量建模与仿真[J];农业机械学报;2015年12期

2 楚淑玲;;车削加工中的振动及防控措施[J];鞍山师范学院学报;2015年02期

3 严鲁涛;杨志鹏;王有杰;;基于联合振动试验系统的正弦加随机振动研究[J];振动与冲击;2015年02期

4 万海波;;切削载荷下机床主轴的振动响应分析[J];组合机床与自动化加工技术;2014年04期

5 张祥雷;冯伟;陈站;李睿;;主轴振动测试及温升对主轴振动的影响[J];机械工程师;2014年02期

6 杨兆军;陈传海;陈菲;李国发;;数控机床可靠性技术的研究进展[J];机械工程学报;2013年20期

7 蔡昊e，

本文编号：2607551