變剛度-約束阻尼減振鏜桿設計及特性研究.pdf

1、在切削加工過程中由于系統(tǒng)剛性問題容易產生振動，造成系統(tǒng)不穩(wěn)定，加工質量降低。深孔鏜削加工時鏜桿的長懸伸導致動剛度、靜剛度降低，尤其是鏜桿的長徑比較大的情況下，鏜桿的剛度就會更小，加工過程中勢必帶來不期望存在的劇烈振動，降低加工質量，降低生產效率，如何在深孔加工過程中調節(jié)動剛度進而抑制振動已成為一個新的關注點。本文分析了國內外關于被動控制類型減振鏜桿、主動控制減振鏜桿等方面的研究現狀，提出了變剛度-約束阻尼型減振鏜桿設計，建立了變剛度-約

2、束阻尼減振鏜桿動力學模型，并根據模型進行了結構設計、仿真及剛度調節(jié)控制，主要研究內容如下:
　　根據變剛度-約束阻尼型減振鏜桿結構特點和減振特性，建立了約束阻尼-動力減振鏜桿系統(tǒng)簡化的數學模型。分析了最佳頻率比、最佳阻尼比和最佳剛度比，并分析了約束阻尼層損耗因子與系統(tǒng)的最優(yōu)匹配區(qū)域，為下一步的鏜桿設計及性能仿真提供基礎。
　　根據變剛度-約束阻尼型減振鏜桿數學模型，設計了具有剛度可調系統(tǒng)的約束阻尼減振鏜桿。分析了普通鏜桿、動

3、力減振鏜桿、變剛度-約束減振鏜桿的幅頻特性和減振塊、橡膠圈、阻尼油、外壁厚度4個主要因素對鏜桿減振性能的影響，在此基礎上設計、制造了變剛度-約束阻尼減振鏜桿，基于有限元理論仿真分析得出了最佳加工參數。
　　根據變剛度-約束阻尼型減振鏜桿剛度調節(jié)的需要，采用最小二乘法進行了實時在線辨識，采用模糊PID控制器實現了電機高精度的伺服控制，通過ASMEsim平臺驗證了控制方案的可行性，仿真結果表明:支撐剛度的變化可以改變刀尖振動趨于穩(wěn)定的

4、時間，提高系統(tǒng)響應速度。
　　為了驗證變剛度-約束阻尼型減振鏜桿的有效性，分析了變剛度-約束阻尼減振鏜桿的實驗模態(tài)，進行了三種鏜桿鏜削對比實驗，研究了切削參數（切削速度、進給量、背吃刀量等）對減振性能的影響規(guī)律，分析變剛度-約束阻尼減振鏜桿剛度變化對鏜桿減振性能的影響規(guī)律，通過實驗驗證了第二章所建立模型的準確性及通過調節(jié)吸振器剛度k2實現減振鏜桿振動特性的調節(jié)，最終實現對減振鏜桿減小振動降低振幅的目的。
　　通過變剛度-約束