本文關(guān)鍵詞：BTA 深孔鉆桿組件振動特性及減振器的設(shè)計研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：深孔加工是機(jī)械制造業(yè)中不可或缺的重要組成部分。隨著航空航天、高速鐵路以及重型機(jī)械等的快速發(fā)展和進(jìn)步,使得其對深孔加工技術(shù)的需求日益提升。但是,由于深孔加工的特殊性,使得其鉆桿又細(xì)又長,且處于中空狀態(tài),加之鉆削過程中外部有高壓切削液環(huán)繞、內(nèi)部還有切削液攜帶切屑通過,剛性嚴(yán)重不足,從而導(dǎo)致鉆桿振動對加工精度、加工效率以及刀具磨損等的影響十分明顯。但是目前針對鉆桿振動對深孔鉆削的危害,還沒有特別完善的解決方案。本文針對BTA深孔加工系統(tǒng)加工過程中鉆桿組件的力學(xué)特性及振動特性進(jìn)行深入的分析,從而為減振措施的研究及具有徑向附加力的鉆桿減振器的設(shè)計提供理論依據(jù),具有十分重要的現(xiàn)實意義。首先,介紹了BTA深孔鉆的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理,根據(jù)實際加工過程,建立了BTA鉆的直角切削模型,在此基礎(chǔ)上分析了BTA鉆的受力狀態(tài)。并根據(jù)切削原理和微刀具理論,建立了BTA鉆的鉆削力力學(xué)模型,為鉆桿振動特性的分析與研究奠定了理論基礎(chǔ)。其次,深孔加工過程中鉆桿的振動不僅有橫向振動、縱向振動,同時還存在扭轉(zhuǎn)振動,加之由于鉆削過程中切削液對鉆桿穩(wěn)定性的影響亦十分顯著,所以本文分別對鉆桿組件的渦動、扭轉(zhuǎn)以及橫、縱振動進(jìn)行詳細(xì)的論述與分析。(1)在考慮實際深孔加工過程中切削液對鉆桿作用的基礎(chǔ)上,分析了鉆桿渦動產(chǎn)生的原因,根據(jù)Reynolds方程推導(dǎo)了鉆桿渦動的運(yùn)動微分方程,并據(jù)此得到了鉆桿渦動失穩(wěn)的臨界條件。(2)綜合考慮切削液、切屑以及鉆桿自身旋轉(zhuǎn)對鉆桿扭轉(zhuǎn)振動的影響,建立鉆桿扭轉(zhuǎn)振動的運(yùn)動模型,再根據(jù)彈性力學(xué)、材料力學(xué)和流體力學(xué)等,建立了鉆桿扭轉(zhuǎn)振動的振動微分方程,從而計算得到了鉆桿扭轉(zhuǎn)振動的固有頻率以及主振型函數(shù)。(3)對鉆桿的橫向、縱向振動進(jìn)行了理論分析與建模,建立了鉆桿橫向、縱向振動的微分方程,并得到了鉆桿橫向、縱向振動的固有頻率及其相對應(yīng)的振型函數(shù)。再次,根據(jù)以上的理論分析以及深孔加工過程中的實際情況,將振動的主動控制技術(shù)引入到深孔加工系統(tǒng)中,并對安裝了具有徑向附加力的鉆桿減振器的鉆桿系統(tǒng)進(jìn)行研究,從理論上分析了徑向力鉆桿減振器對鉆桿渦動失穩(wěn)、扭轉(zhuǎn)振動、橫向振動以及縱向振動的抑制作用。然后,對鉆桿減振器的結(jié)構(gòu)以及主動控制系統(tǒng)進(jìn)行初步的設(shè)計,并運(yùn)用Simulink軟件對一加工實例進(jìn)行仿真分析,驗證減振器的減振效果,結(jié)果表明,具有徑向附加力的鉆桿減振器減振效果明顯。
【關(guān)鍵詞】：深孔加工 振動 主動控制 減振器
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG52
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 1 緒論10-23
• 1.1 課題背景10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析11-20
• 1.2.1 深孔加工技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢11-15
• 1.2.2 鉆桿振動特性的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-17
• 1.2.3 深孔鉆桿減振器的研究現(xiàn)狀17-20
• 1.3 課題來源、研究意義及研究內(nèi)容20-23
• 1.3.1 課題來源20-21
• 1.3.2 研究意義21
• 1.3.3 研究內(nèi)容21-22
• 1.3.4 擬解決的關(guān)鍵問題22-23
• 2 BTA系統(tǒng)刀具的力學(xué)特性分析23-38
• 2.1 BTA刀具簡介23-30
• 2.1.1 錯齒BTA內(nèi)排屑深孔鉆的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)25
• 2.1.2 錯齒BTA深孔鉆各刀齒的切削狀態(tài)分析25-26
• 2.1.3 錯齒BTA鉆切削模型的建立26-30
• 2.2 BTA刀具受力分析30-34
• 2.3 仿真與試驗34-37
• 2.4 本章小結(jié)37-38
• 3 BTA系統(tǒng)鉆桿振動特性及減振措施的研究38-58
• 3.1 BTA深孔加工系統(tǒng)概述38-39
• 3.2 BTA鉆桿振動產(chǎn)生的原因分析39-57
• 3.2.1 鉆桿渦動分析40-45
• 3.2.2 鉆桿的扭轉(zhuǎn)分析45-50
• 3.2.3 鉆桿橫向振動特性的分析50-54
• 3.2.4 鉆桿縱向振動特性的分析54-57
• 3.3 本章小結(jié)57-58
• 4 BTA深孔鉆桿減振機(jī)理的研究58-65
• 4.1 減振技術(shù)簡介58-60
• 4.1.1 被動減振技術(shù)58-59
• 4.1.2 主動減振技術(shù)59-60
• 4.2 BTA鉆桿組件的減振理論分析60-64
• 4.3 本章小結(jié)64-65
• 5 主動控制鉆桿減振器的總體設(shè)計及仿真65-74
• 5.1 主動控制鉆桿減振器的工作原理65
• 5.2 鉆桿減振器的結(jié)構(gòu)設(shè)計65-68
• 5.3 控制系統(tǒng)的設(shè)計68-71
• 5.3.1 振動傳感器的選擇68-69
• 5.3.2 PLC控制系統(tǒng)簡介69-70
• 5.3.3 液壓系統(tǒng)的設(shè)計70-71
• 5.4 鉆桿減振器的安裝位置71
• 5.5 鉆桿減振器的減振效果仿真71-74
• 6 總結(jié)與展望74-76
• 6.1 總結(jié)74-75
• 6.2 展望75-76
• 參考文獻(xiàn)76-80
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果情況80-81
• 致謝81-82

【相似文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：BTA 深孔鉆桿組件振動特性及減振器的設(shè)計研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：317291