復雜曲面零件廣泛存在于航空航天、汽車工業(yè)、醫(yī)療器械與能源等領(lǐng)域,加工質(zhì)量與效率的要求日益提高,使車銑復合加工技術(shù)面臨著新的挑戰(zhàn)。其中提供銑削加工直接動力的電主軸在B軸動力刀架的核心部件中顯得尤為關(guān)鍵。磁懸浮電主軸以其無機械磨損、能耗低、噪聲小且具有良好的機械性能而備受關(guān)注。本文立足于其主動抑制振動的特性,著手研究磁懸浮銑削電主軸振動控制技術(shù),旨在有效降低剛度低、強耦合的復雜曲面零件在銑削加工中發(fā)生的振動與顫振,主要研究內(nèi)容包括:1、通過研究主動電磁軸承的支承原理及開環(huán)穩(wěn)定性,闡明了其內(nèi)在數(shù)學模型,根據(jù)該模型推導出主動電磁軸承的剛度阻尼特性,它能夠通過改變定子線圈中的控制電流來進行調(diào)節(jié),為磁懸浮電主軸對振動進行主動控制提供了理論依據(jù)。2、針對轉(zhuǎn)子質(zhì)量偏心引起的不平衡振動,將轉(zhuǎn)子視作剛性轉(zhuǎn)子,建立了2自由度磁懸浮主軸-剛性轉(zhuǎn)子動力學模型;然后選擇線性二次調(diào)節(jié)器作為系統(tǒng)全狀態(tài)反饋控制器,提出利用多種群遺傳算法對控制器中的加權(quán)矩陣進行優(yōu)化,并在Simulink中進行仿真,進一步驗證了優(yōu)化效果的穩(wěn)定性。3、以國內(nèi)首臺銑削電磁主軸作為具體研究對象,針對實際轉(zhuǎn)子存在的渦動效應及以此引發(fā)的共振問題,建... 

【文章來源】：成都理工大學四川省

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

車銑復合B軸動力刀架

圖 1-1 車銑復合 B 軸動力刀架 圖 1-2 復雜曲面薄壁零件上世紀 80 年代，高速切削技術(shù)得到了空前發(fā)展，電主軸的身影開始出現(xiàn)在類機械加工中。電主軸將電機與機床主軸集于一體，憑借其超短的傳動鏈，適應了數(shù)控機床對動力輸出的要求，在復合加工領(lǐng)域嶄露頭角。復合加工 B 力刀架“車銑一體”的空間布局，結(jié)構(gòu)緊湊，對動力輸出效率要求較高，電主

磁懸浮軸承（activemagneticbearing，AMB。如圖1-3a）技術(shù)作為一種高性能支承技術(shù)，在過去幾十年中得到了快速發(fā)展。與使用傳統(tǒng)軸承的電主軸相比，磁懸浮電主軸（AMB spindle，圖 1-3b）更易于實現(xiàn)高速化，具有無機械磨損、能耗低、振動小、高壽命、無需潤滑等優(yōu)點（喬曉利，2016），且磁懸浮軸承屬于可控軸承，主軸剛度和阻尼可調(diào)，具有良好的機械特性，是一種很有前景的新型電主軸。對于加工過程中產(chǎn)生的振動，磁懸浮電主軸可以通過提供可控的電磁支承力予以平衡，尤其在抑制刀具銑削顫振方面效果明顯。綜合工作性能、環(huán)境保護、能源消耗以及使用壽命等方面的因素，將磁懸浮電主軸作為抑制復雜曲面類零件高速銑削顫振的時代已然來臨（Huang T et al，2015）1。圖 1-3a 磁懸浮軸承 圖 1-3b 磁懸浮電主軸樣品盡管磁懸浮軸承應用于電主軸上有上述諸多優(yōu)勢，而且在國外得到了廣泛發(fā)展，但是國內(nèi)一方面對磁懸浮軸承技術(shù)的研究較晚，另一方面磁懸浮電主軸自身涉及多學科技術(shù)的融合，導致企業(yè)內(nèi)部研發(fā)設(shè)計效率低，軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)各自由度間存在強耦合性，加上銑削加工工況帶來的不確定性，都使得系統(tǒng)振動控制面臨極大?

【參考文獻】：
期刊論文
[1]磁懸浮電主軸系統(tǒng)動態(tài)分析及振動控制技術(shù)綜述[J]. 喬曉利.  河北科技大學學報. 2016(05)
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[10]車銑復合加工的關(guān)鍵技術(shù)與應用前景[J]. 吳寶海,嚴亞南,羅明,張定華.  航空制造技術(shù). 2010(19)

博士論文
[1]銑削加工自激振動的主動控制理論與技術(shù)研究[D]. 吳越.華中科技大學 2017

碩士論文
[1]基于磁懸浮軸承系統(tǒng)的振動主動控制研究[D]. 趙杰.華中科技大學 2016
[2]磁懸浮軸承剛度阻尼測試與辨識方法研究[D]. 吉敏來.南京航空航天大學 2013
[3]主動磁懸浮軸承的PID控制研究[D]. 邱振興.北京交通大學 2010
[4]磁懸浮磨床電主軸柔性轉(zhuǎn)子動力學分析[D]. 李香濱.合肥工業(yè)大學 2009
[5]NC機床磁懸浮電主軸控制系統(tǒng)研究[D]. 蔣成勇.大連交通大學 2006



本文編號：3252374