銑床顫振的理論和實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、金屬的銑削顫振過(guò)程是銑床、銑刀與加工零件間形成的復(fù)雜非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)行為,其顫振產(chǎn)生的因?yàn)橹饕怯蓜?dòng)態(tài)切削厚度變化引起的再生顫振,屬于自激振動(dòng)。這種振動(dòng)使刀具與工件的相對(duì)位置發(fā)生改變,降低加工表面的精度與銑削效率。本文在顫振研究現(xiàn)有理論的基礎(chǔ)上,通過(guò)對(duì)銑削過(guò)程中動(dòng)態(tài)銑削力的推導(dǎo),建立了非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)顫振模型,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法對(duì)該模型部分推導(dǎo)結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證,本文主要進(jìn)行的研究?jī)?nèi)容和研究成果有以下幾個(gè)方面：
　　 ⑴根據(jù)推導(dǎo)出的動(dòng)態(tài)銑削力,

2、建立位移反饋引起的銑削顫振物理模型,得到了非線(xiàn)性銑削力耦合下的二自由度時(shí)滯微分方程。通過(guò)求解該方程的特征值,分析系統(tǒng)零平衡點(diǎn)處的穩(wěn)定性,并由此得到平衡點(diǎn)附近臨界時(shí)滯的表達(dá)式。運(yùn)用多尺度法,求解該方程的近似解析解,通過(guò)數(shù)值解檢驗(yàn)了該解析解的正確性。
　　 ⑵根據(jù)建立的二自由度時(shí)滯微分方程,利用半離散法數(shù)值計(jì)算出系統(tǒng)的穩(wěn)定性極限圖,并討論了系統(tǒng)的特征值與發(fā)生分叉的關(guān)系。通過(guò)對(duì)顫振方程進(jìn)行Simulink仿真,對(duì)動(dòng)態(tài)銑削過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值

3、模擬,觀察到不同銑削參數(shù)下的位移、加速度信號(hào)的變化曲線(xiàn),直觀反映了動(dòng)態(tài)銑削過(guò)程,并與得到的穩(wěn)定性極限圖相吻合。
　　 ⑶通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究方法,分別觀察到平穩(wěn)銑削和發(fā)生顫振時(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,并分析了其產(chǎn)生的機(jī)理。研究了轉(zhuǎn)速、切深、切寬等參數(shù)變化對(duì)銑削穩(wěn)定性的影響,并將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與前文的理論分析結(jié)果相比較,驗(yàn)證了相關(guān)結(jié)論在實(shí)際銑削過(guò)程中的正確性。而且在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了一些新的銑削顫振問(wèn)題,本文對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行了分析和總結(jié),對(duì)于今后改進(jìn)理論模型和實(shí)際