工件激振的高效振动锯切技术研究

发布时间：2017-09-15 19:50

  本文关键词：工件激振的高效振动锯切技术研究

  更多相关文章： 激振 临界频率 振动锯切 净切削时间比 刀具-工件相对速度

【摘要】：在21世纪的新时代中,高精度和高表面质量零件的制造,成为衡量一个国家制造加工业水平的重要指标,尤其是在高科技、太空、深海等恶劣环境领域。在普通切削中,切削是靠刀具—工件相对运动完成的,本质上是材料与刀具之间的相互挤压,利用弹性形变和塑性形变来完成加工过程。加工过程中,材料和刀具之间存在很大的摩擦力,从而不可避免地出现切削负载力大,热损耗严重等情况。因此,研究新的切削加工技术,提高机械零件的加工精度和效率,从根本上来寻求减少切削负载力和热损耗的方法就显得十分重要。振动切削从字面意思上理解,就是在普通切削中加入振动,至于是什么形式的振动就是我们亟待解决的问题;目前的研究没有一个对于振动切削本质机理的深刻认知,尤其涉及本论文所针对的金属带锯床锯切加工行业。由于带锯条的环形运动,使得这方面的研究基本空白。因此,在锯切加工方式中引入振动切削的理念,提高锯切加工的效率,针对高效振动锯切技术进行研究是十分必要的。本文主要采用传统锯切负载模型和引入振动参数后的新负载模型进行仿真对比,同时通过软硬件结合的方式对锯切参数进行检测、处理、分析,为高效振动锯切技术的参数选择提供了现实依据。本文的主要工作和成果如下:(1)针对金属带锯床的锯切过程,从分析其锯切原理,分别对普通锯切和振动锯切的锯切过程进行分析,建立锯切负载模型。(2)高效振动锯切激振系统总体设计,首先介绍了金属切削带锯床系统组成及其工作原理,然后介绍了锯切工件激振台的工作原理和性能指标,详细介绍机械结构的设计、元器件的选型。(3)金属带锯床切削负载实验研究,设计了负载数据采集系统和对比实验方案,处理与分析实验数据,对锯切影响因素进行单独深入分析,利用实验数据来验证振动锯切负载模型的有效性,为振动锯切的参数最优化选择提供基础。(4)对仿真分析和实验结果进行总结,并对实验研究中发现的问题提出了改进的方法。本文把振动因子与传统锯切负载模型耦合,建立新的振动锯切负载模型。同时设计了一种工件振动的锯切系统,利用净切削时间比和刀具-工件相对速度来衡量振动加工中三个相互独立因素:振动频率、振动幅值和锯切速度对于平均负载力的影响。总结分析结果,并对下一步的研究工作做了展望。
【关键词】：激振 临界频率 振动锯切 净切削时间比 刀具-工件相对速度
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG561
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 课题的研究背景和意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.2.1 振动切削技术的研究现状11-15
• 1.2.2 目前存在的问题15
• 1.3 论文研究内容和结构15-17
• 第2章 工件激振系统总体设计17-38
• 2.1 系统组成及工作原理17-18
• 2.1.1 金属带锯床系统组成17
• 2.1.2 金属带锯床工作原理17-18
• 2.2 工件激振系统工作原理和性能指标18-19
• 2.2.1 系统组成和工作原理18-19
• 2.2.2 性能指标19
• 2.3 工件激振机械系统介绍19-22
• 2.3.1 机构原理介绍19-20
• 2.3.2 激振台结构设计20-22
• 2.4 工件激振控制系统设计与选型22-36
• 2.4.1 硬件的选型22-27
• 2.4.2 电气控制系统设计27-35
• 2.4.3 软件系统的设计35-36
• 2.5 本章小结36-38
• 第3章 振动参数对锯切负载力影响的研究38-48
• 3.1 锯切原理分析38-40
• 3.1.1 普通锯切过程分析38-39
• 3.1.2 振动锯切运动分析39-40
• 3.2 振动参数对负载力影响分析40-47
• 3.2.1 普通锯切负载建模40-42
• 3.2.2 振动锯切负载建模42-44
• 3.2.3 频率对切削力的影响44-45
• 3.2.4 振幅对切削力的影响45
• 3.2.5 锯切速度对切削力的影响45-47
• 3.3 本章小结47-48
• 第4章 锯切负载实验研究48-59
• 4.1 锯切负载对比实验设计48-51
• 4.2 实验结果与分析51-58
• 4.2.1 激振台实际输出曲线51-53
• 4.2.2 普通锯切实验分析53-55
• 4.2.3 振动锯切实验分析55-58
• 4.3 本章小结58-59
• 第5章 总结和展望59-61
• 5.1 工作总结59-60
• 5.2 工作展望60-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-67
• 附录67

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本文编号：858544