復(fù)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(fù)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(dòng)力的電主軸在B軸動(dòng)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(jī)械磨損、能耗低、噪聲小且具有良好的機(jī)械性能而備受關(guān)注。本文立足于其主動(dòng)抑制振動(dòng)的特性,著手研究磁懸浮銑削電主軸振動(dòng)控制技術(shù),旨在有效降低剛度低、強(qiáng)耦合的復(fù)雜曲面零件在銑削加工中發(fā)生的振動(dòng)與顫振,主要研究?jī)?nèi)容包括:1、通過研究主動(dòng)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(xué)模型,根據(jù)該模型推導(dǎo)出主動(dòng)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(jìn)行調(diào)節(jié),為磁懸浮電主軸對(duì)振動(dòng)進(jìn)行主動(dòng)控制提供了理論依據(jù)。2、針對(duì)轉(zhuǎn)子質(zhì)量偏心引起的不平衡振動(dòng),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(dòng)力學(xué)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(duì)控制器中的加權(quán)矩陣進(jìn)行優(yōu)化,并在Simulink中進(jìn)行仿真,進(jìn)一步驗(yàn)證了優(yōu)化效果的穩(wěn)定性。3、以國(guó)內(nèi)首臺(tái)銑削電磁主軸作為具體研究對(duì)象,針對(duì)實(shí)際轉(zhuǎn)子存在的渦動(dòng)效應(yīng)及以此引發(fā)的共振問題,建... 

【文章來源】：成都理工大學(xué)四川省

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

車銑復(fù)合B軸動(dòng)力刀架

圖 1-1 車銑復(fù)合 B 軸動(dòng)力刀架 圖 1-2 復(fù)雜曲面薄壁零件上世紀(jì) 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(jī)械加工中。電主軸將電機(jī)與機(jī)床主軸集于一體，憑借其超短的傳動(dòng)鏈，適應(yīng)了數(shù)控機(jī)床對(duì)動(dòng)力輸出的要求，在復(fù)合加工領(lǐng)域嶄露頭角。復(fù)合加工 B 力刀架“車銑一體”的空間布局，結(jié)構(gòu)緊湊，對(duì)動(dòng)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(shí)現(xiàn)高速化，具有無機(jī)械磨損、能耗低、振動(dòng)小、高壽命、無需潤(rùn)滑等優(yōu)點(diǎn)（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(jī)械特性，是一種很有前景的新型電主軸。對(duì)于加工過程中產(chǎn)生的振動(dòng)，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(hù)、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(fù)雜曲面類零件高速銑削顫振的時(shí)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(yīng)用于電主軸上有上述諸多優(yōu)勢(shì)，而且在國(guó)外得到了廣泛發(fā)展，但是國(guó)內(nèi)一方面對(duì)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(xué)科技術(shù)的融合，導(dǎo)致企業(yè)內(nèi)部研發(fā)設(shè)計(jì)效率低，軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)各自由度間存在強(qiáng)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(dòng)控制面臨極大?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]磁懸浮電主軸系統(tǒng)動(dòng)態(tài)分析及振動(dòng)控制技術(shù)綜述[J]. 喬曉利.  河北科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(05)
[2]基于多種群遺傳算法的LQR振動(dòng)主動(dòng)控制研究[J]. 宋雪健,鄭賓,陳曄,王天琪,宋雁鵬.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2016(29)
[3]魯棒反演滑�？刂圃诖艖腋‰娭鬏S中的應(yīng)用[J]. 張建生,沈瑩雅,王一夫,馬嘯宇.  制造技術(shù)與機(jī)床. 2015(12)
[4]多種群遺傳算法的倒立擺LQR控制器設(shè)計(jì)[J]. 諶海云,杜振華,鄒寧波,石明江.  控制工程. 2014(03)
[5]國(guó)產(chǎn)高檔數(shù)控機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J]. 劉大煒,湯立民.  航空制造技術(shù). 2014(03)
[6]磁懸浮軸承技術(shù)在風(fēng)機(jī)與泵類設(shè)備中的應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 湯士明,梅磊,歐陽慧珉.  微特電機(jī). 2013(08)
[7]多種群遺傳算法在無鐵心永磁直線同步電機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]. 李立毅,唐勇斌,劉家曦,潘東華.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2013(15)
[8]銑削過程穩(wěn)定性分析的時(shí)域法研究進(jìn)展[J]. 丁漢,丁燁,朱利民.  科學(xué)通報(bào). 2012(31)
[9]基于內(nèi)置力執(zhí)行器的銑削顫振的主動(dòng)控制[J]. 喬曉利,祝長(zhǎng)生.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2012(01)
[10]車銑復(fù)合加工的關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用前景[J]. 吳寶海,嚴(yán)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(dòng)的主動(dòng)控制理論與技術(shù)研究[D]. 吳越.華中科技大學(xué) 2017

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



本文編號(hào)：3252374