純鐵材料具有優(yōu)良的電磁性能,因而被廣泛應(yīng)用于加工電子工業(yè)、國防工業(yè)以及航天航空工業(yè)等領(lǐng)域中的關(guān)鍵零部件。數(shù)控車削加工是回轉(zhuǎn)體類純鐵材料構(gòu)件加工制造的主要方法,然而對(duì)于剛性較弱的純鐵材料構(gòu)件,在數(shù)控車削加工過程中往往會(huì)因加工參數(shù)選取不當(dāng)而導(dǎo)致顫振現(xiàn)象的發(fā)生,顫振現(xiàn)象大大制約了弱剛性純鐵材料構(gòu)件車削加工過程加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率的提高。因此實(shí)現(xiàn)對(duì)弱剛性純鐵材料構(gòu)件車削加工過程中顫振穩(wěn)定性的準(zhǔn)確預(yù)報(bào)對(duì)于實(shí)現(xiàn)加工工藝參數(shù)優(yōu)選和生產(chǎn)制造能力提高具有重要的意義。本文針對(duì)弱剛性純鐵材料構(gòu)件車削加工過程,基于再生效應(yīng),開展了車削加工顫振穩(wěn)定性預(yù)報(bào)等方面的研究,主要的研究工作有:(1)基于金屬切削宏觀力學(xué),建立了同時(shí)考慮車削加工過程中剪切效應(yīng)和刃口效應(yīng)的車削力模型,且在建模過程中通過離散處理未變形切屑面積的方法,引入了刀尖圓角半徑的影響。針對(duì)預(yù)報(bào)模型中待標(biāo)定的九個(gè)車削力系數(shù),提出了一種基于鮑威爾優(yōu)化方法的系數(shù)標(biāo)定新方法。此外,還進(jìn)行了針對(duì)純鐵材料構(gòu)件的系列實(shí)際切削實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了車削力模型的準(zhǔn)確性。(2)根據(jù)實(shí)際車削加工過程,建立了綜合考慮刀具和工件動(dòng)力學(xué)特性的車削加工動(dòng)力學(xué)模型。同時(shí),基于再生效應(yīng)構(gòu)造了該動(dòng)力學(xué)模型的二階時(shí)滯微分方程表示形式,并利用實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析方法辨識(shí)了刀具和工件的模態(tài)參數(shù)。(3)通過變換得到了所建車削加工動(dòng)力學(xué)模型的狀態(tài)空間表示形式,擴(kuò)展了最新提出的二階半離散法,構(gòu)造了單周期內(nèi)系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣,并基于弗洛凱理論實(shí)現(xiàn)了對(duì)車削加工過程中顫振穩(wěn)定性的預(yù)報(bào),此外,還運(yùn)用數(shù)值仿真的方法探究了加工工藝系統(tǒng)的模態(tài)參數(shù)對(duì)顫振穩(wěn)定性的影響規(guī)律。(4)根據(jù)數(shù)值仿真得到的穩(wěn)定性葉瓣圖,開展了不同加工參數(shù)下的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)表明,穩(wěn)定性的預(yù)報(bào)結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果基本吻合,所提方法能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)弱剛性純鐵材料構(gòu)件車削加工過程中顫振穩(wěn)定性的準(zhǔn)確預(yù)報(bào)。
【學(xué)位單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG519.1
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 車削加工過程中的振動(dòng)類型
        1.2.2 車削加工動(dòng)力學(xué)模型
        1.2.3 加工過程顫振穩(wěn)定性預(yù)報(bào)方法
    1.3 論文主要研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)
2 考慮尺寸效應(yīng)和刀尖圓角的車削力模型
    2.1 車削力模型的建立
    2.2 車削力系數(shù)的標(biāo)定
        2.2.1 鮑威爾優(yōu)化方法
        2.2.2 標(biāo)定過程
    2.3 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
        2.3.1 車削力系數(shù)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)
        2.3.2 預(yù)報(bào)模型準(zhǔn)確性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
    2.4 本章小結(jié)
3 考慮刀具和工件動(dòng)力學(xué)特性的車削加工動(dòng)力學(xué)模型
    3.1 車削加工動(dòng)力學(xué)模型的建立
    3.2 加工工藝系統(tǒng)模態(tài)參數(shù)的辨識(shí)
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析方法
        3.2.2 辨識(shí)過程
    3.3 本章小結(jié)
4 車削加工過程顫振穩(wěn)定性預(yù)報(bào)
    4.1 基于精細(xì)時(shí)程積分方法的二階半離散法
        4.1.1 狀態(tài)空間變換
        4.1.2 計(jì)算步驟
    4.2 加工工藝系統(tǒng)模態(tài)參數(shù)對(duì)顫振穩(wěn)定性的影響
        4.2.1 固有頻率對(duì)顫振穩(wěn)定性的影響
        4.2.2 阻尼比對(duì)顫振穩(wěn)定性的影響
        4.2.3 模態(tài)剛度對(duì)顫振穩(wěn)定性的影響
    4.3 本章小結(jié)
5 車削加工過程顫振穩(wěn)定性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
    5.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)與實(shí)驗(yàn)參數(shù)
    5.2 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝

【參考文獻(xiàn)】

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