深孔加工刀具系統(tǒng)振動抑制方法研究.pdf

1、本文研究了深孔鉆削加工過程中刀具振動的在線抑制技術(shù)，采用理論分析、計算機(jī)模擬仿真和實驗研究相結(jié)合的方法，給出了基于智能材料的深孔刀具振動抑制機(jī)理與實現(xiàn)方法，取得了滿意的效果。該研究內(nèi)容對于保證深孔鉆削加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率及延長刀具的使用壽命等方面都有著重要的意義。具體研究內(nèi)容及結(jié)論如下:
　　(1)依據(jù)深孔切削加工過程中刀具的實際工作特點，從禍合動力學(xué)和切厚再生效應(yīng)機(jī)理入手，建立了深孔加工刀具振動的動力學(xué)描述。結(jié)合現(xiàn)代數(shù)值計算方

2、法，分析了在不同的加工轉(zhuǎn)速、工件一刀具系統(tǒng)阻尼及固有頻率的影響下，深孔刀具的動態(tài)穩(wěn)定域、振動軌跡及其變化規(guī)律。研究結(jié)果表明，深孔鉆削中刀具的振動行為、加工孔質(zhì)量與工件一刀具系統(tǒng)的剛度及阻尼有直接關(guān)系。若實際加工過程中能動態(tài)實時調(diào)控系統(tǒng)的剛度及阻尼，則刀具的振動就不會對鉆削過程產(chǎn)生太大的影響，也就可以減少刀具的橫向位移，從而有效提高孔的表面質(zhì)量。
　　(2)在對深孔鉆削刀具振動行為進(jìn)行動力學(xué)分析的基礎(chǔ)上，提出了新的磁流變液制振構(gòu)型并

3、引入環(huán)形磁場可調(diào)布局，使其適應(yīng)于刀具系統(tǒng)中各輔助支撐點的剛度/阻尼調(diào)控，為鉆削刀具動態(tài)行為的主動控制提供了技術(shù)保障。本文提出的設(shè)計方案具有制振器本體構(gòu)型相對簡單且體積較小，易于實現(xiàn)各類深孔加工機(jī)床刀具系統(tǒng)安裝的特點;利用磁流變液體進(jìn)行鉆桿系統(tǒng)的阻尼修正，使得該制振器具有精度和敏捷度高，以及阻尼值調(diào)整范圍寬的優(yōu)勢;該制振器不僅能滿足工件回轉(zhuǎn)型加工工藝的需求，對刀具回轉(zhuǎn)型加工工藝也同樣可以實現(xiàn)振動抑制的目的。因此，它具有較好的工藝承接性;<

4、br>　　(3)為了驗證新型剪力模式制振器的抑振性能，把制振器與傳統(tǒng)深孔加工方法結(jié)合起來，對新型制振器在深孔鉆削加工中的作用效果進(jìn)行了試驗研究，并對加工中鉆桿的振動特征和被加工孔的表面質(zhì)量進(jìn)行測量。試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在外加電流的作用下，鉆桿制振器能有效增大結(jié)構(gòu)剛性，改變鉆桿振動響應(yīng)譜峰值的頻率和幅值，提高被加工孔的粗糙度。試驗結(jié)果證實了所提出的基于智能材料的制振器設(shè)計方案可行，該方案將為深入探索深孔加工鉆桿系統(tǒng)的振動抑制和提升深孔鉆削精度奠