銑削加工是機械制造技術(shù)的重要組成部分之一,已廣泛應(yīng)用于航空航天、醫(yī)療、汽車及軍事等領(lǐng)域。隨著現(xiàn)代加工技術(shù)的不斷發(fā)展,對金屬去除率、加工效率、加工精度和加工表面質(zhì)量提出了更高的要求,尤其在對深腔薄壁復(fù)雜零件進行銑削加工時,其加工過程中的顫振問題已成為了制約其發(fā)展的重要因素。本文基于銑削顫振抑制機理中的阻尼和動力減振技術(shù),設(shè)計了大長徑比、大懸伸阻尼動力減振銑刀,通過理論模型研究、仿真分析和實驗驗證等方法,從機床-刀具-工件系統(tǒng)的顫振穩(wěn)定性、切削力、振動信號和表面形貌等角度來驗證減振銑刀的抗振效果。本文的主要研究內(nèi)容如下:(1)基于阻尼和動力減振理論建立了阻尼動力減振銑刀的二自由度動力學(xué)模型,并推導(dǎo)了理論模型中的最優(yōu)頻率比和最佳阻尼比。根據(jù)理論模型對阻尼動力減振銑刀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行了設(shè)計,通過模態(tài)仿真得到了普通實心銑刀、空心刀桿銑刀和阻尼動力減振銑刀的前6階模態(tài)振型及相對應(yīng)的固有頻率。分別對普通實心銑刀、空心刀桿銑刀和阻尼動力減振銑刀進行了多柔體動力學(xué)仿真,分析結(jié)果表明:阻尼動力減振銑刀的共振幅值相比于普通實心銑刀和空心刀桿銑刀分別下降了約58.4%和51.2%。進一步探究了阻尼動力減振銑刀內(nèi)...

【文章頁數(shù)】：96 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題的研究背景
    1.2 切削顫振的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 切削顫振機理研究現(xiàn)狀
        1.2.2 切削顫振穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀
        1.2.3 切削顫振監(jiān)測與預(yù)報研究現(xiàn)狀
        1.2.4 切削顫振抑制工程應(yīng)用研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究的目的和意義
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
第二章 阻尼動力減振銑刀理論模型建立及分析
    2.1 引言
    2.2 阻尼動力減振銑刀的減振原理
        2.2.1 阻尼減振的基本原理
        2.2.2 動力減振的基本原理
    2.3 阻尼動力減振銑刀的理論模型建立
        2.3.1 減振銑刀動力學(xué)模型建立
        2.3.2 減振銑刀最優(yōu)頻率比分析
        2.3.3 減振銑刀最優(yōu)阻尼比分析
    2.4 本章小結(jié)
第三章 阻尼動力減振銑刀結(jié)構(gòu)設(shè)計及分析
    3.1 引言
    3.2 減振銑刀桿體材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計
        3.2.1 減振銑刀刀桿材料的選擇
        3.2.2 減振銑刀刀桿結(jié)構(gòu)的設(shè)計
    3.3 減振銑刀刀頭的選擇
    3.4 減振質(zhì)量塊的設(shè)計
    3.5 減振橡膠圈的設(shè)計
        3.5.1 橡膠圈材料的選擇
        3.5.2 橡膠圈尺寸規(guī)格的選擇
    3.6 阻尼液的選擇
        3.6.1 阻尼液等效粘度系數(shù)的計算
        3.6.2 阻尼液材料的選擇
    3.7 減振銑刀整體設(shè)計
    3.8 本章小結(jié)
第四章 阻尼動力減振銑刀動態(tài)特性仿真研究
    4.1 引言
    4.2 減振銑刀仿真模型建立
    4.3 減振銑刀模態(tài)仿真分析
        4.3.1 模態(tài)分析介紹
        4.3.2 阻尼動力減振銑刀模態(tài)仿真分析
    4.4 減振銑刀振動特性分析
        4.4.1 多剛體動力學(xué)模型建立
        4.4.2 多柔體動力學(xué)模型建立
        4.4.3 仿真系統(tǒng)初始參數(shù)確定
        4.4.4 減振銑刀頻域仿真分析
    4.5 減振銑刀內(nèi)部結(jié)構(gòu)對減振性能的影響
        4.5.1 阻尼液對減振效果的影響
        4.5.2 減振質(zhì)量塊對減振效果的影響
        4.5.3 減振橡膠圈對減振效果的影響
        4.5.4 空腔大小對減振效果的影響
    4.6 本章小結(jié)
第五章 阻尼動力減振銑刀顫振穩(wěn)定性實驗研究
    5.1 引言
    5.2 減振銑刀試驗?zāi)B(tài)分析
        5.2.1 試驗?zāi)B(tài)分析簡介
        5.2.2 試驗設(shè)備
        5.2.3 試驗方案與分析
    5.3 阻尼動力減振銑刀顫振穩(wěn)定性仿真分析
        5.3.1 顫振穩(wěn)定性預(yù)測模型
        5.3.2 顫振穩(wěn)定性葉瓣圖概述
        5.3.3 仿真方案與分析
    5.4 銑削對比實驗
        5.4.1 實驗設(shè)備
        5.4.2 實驗方案
        5.4.3 切削力實驗結(jié)果分析
        5.4.4 銑削過程振動信號分析
        5.4.5 工件表面形貌分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 主要創(chuàng)新點
    6.3 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果



本文編號：3747666