颗粒阻尼及磁流变复合减振镗刀优化设计及仿真研究

发布时间：2020-04-20 15:49

【摘要】：镗削加工过程中极易产生的颤振问题严重制约产品质量,尤其是在精密孔、深孔加工中。同时因为加工刀具长径比过大带来的刚度较低使得该现象尤为严重。普通镗刀难以保证加工要求,因此研究大长径比复合减振镗刀具有重要的意义。本文针对镗削加工中极易发生的颤振问题以及大长径比刀具刚度较低导致的精密孔加工质量难以保证等加工难题,提出了将磁流变减振和颗粒阻尼减振两种减振方式结合在大长径比镗刀中,不仅可以通过阻尼颗粒之间以及与腔体的相互摩擦碰撞消耗能量,还可以利用磁流变减振实时、快速的改变复合减振镗刀的固有频率以抑制镗削过程中颤振的发生,达到抑颤的目的。本文首先对复合减振镗刀的颤振机理进行分析,建立了复合减振镗刀动力学模型,得出了系统刚度、阻尼、固有频率对系统镗削稳定性的影响。以正交试验为基础,通过ANSYS磁路仿真设计了磁流变减振系统并对其结构参数进行优化,通过锤击实验以及切削力实验确定了颗粒阻尼减振参数,设计了复合减振镗刀。其次通过ANSYS对其进行动力学仿真,验证其良好的抑振性、调控性。最后使用Simulink软件对其动力学方程进行仿真,进一步验证其良好的抑振性以及调控的实时性,为复合减振镗刀进一步的理论研究及实际应用提供依据。
【图文】：

图 1.1 三菱公司减振镗刀（2）阻尼减振。通过增加系统的阻尼系数达到消耗系统振动能量来使镗刀的振幅降低如图(1.2)所示，山东大学夏峰[20]设计的约束型减振镗刀，通过在镗杆内置阻尼层来消耗振动能量，并通过实验验证得出了，在长径比一定的情况下（L/D=6），减振镗刀相对于普通的镗刀加工相同工件得到的表面粗糙度降低 50%。本课题组设计的颗粒阻尼减振镗刀，通过在镗杆的前段加工出空腔，并按照一定填充率填充阻尼颗粒，当加工过程中，通过阻尼颗粒与腔壁之间以及阻尼颗粒之间的碰撞摩擦达到消耗振动能量的作用。经过锤击试验、切削实验证明其良好的减振效果[21]。

图 1.1 三菱公司减振镗刀2）阻尼减振。通过增加系统的阻尼系数达到消耗系统振动能量来使镗刀的振幅降低图(1.2)所示，山东大学夏峰[20]设计的约束型减振镗刀，通过在镗杆内置阻尼层来消动能量，并通过实验验证得出了，在长径比一定的情况下（L/D=6），减振镗刀相对通的镗刀加工相同工件得到的表面粗糙度降低 50%。本课题组设计的颗粒阻尼减振，，通过在镗杆的前段加工出空腔，并按照一定填充率填充阻尼颗粒，当加工过程中过阻尼颗粒与腔壁之间以及阻尼颗粒之间的碰撞摩擦达到消耗振动能量的作用。经击试验、切削实验证明其良好的减振效果[21]。
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG713.3

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 胡梦月;小直径的机夹减振镗刀[J];工具技术;1985年03期

2 关新春,欧进萍;磁流变减振驱动器的响应时间试验与分析[J];地震工程与工程振动;2002年06期

3 隋莉莉,欧进萍;半主动磁流变减振驱动器的工作原理及应用[J];哈尔滨建筑大学学报;2002年03期

4 池伟;刘东友;刘学民;;深井抗振仪器减振腔的减振仿真设计[J];舰船科学技术;2007年01期

5 许永富;刘鹏辉;王东方;尹铁锋;;宁波轨道交通高架段减振轨道降噪效果测试分析[J];城市轨道交通研究;2017年04期

6 鞠梓文;马晓君;王俊发;齐英杰;梁秋艳;朱聪玲;;车辆减振橡胶材料的本构模型建模方法[J];煤矿机械;2017年07期

7 刘乃军;牛军川;;基于自适应遗传算法弹簧刚度优化的可调频多维减振平台设计[J];振动与冲击;2017年13期

8 王悦勇;刘恩国;张峰华;刘鉴;;气动凿岩机新型减振手把的设计与研究[J];凿岩机械气动工具;2015年02期

9 王文斌;刘力;孙宁;;我国城市轨道交通轨道减振现状与发展趋势[J];中国铁路;2013年04期

10 江浩斌;李龙晨;叶q食

本文编号：2634698