本文關(guān)鍵詞：高速切削系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：高速切削系統(tǒng)(包括機(jī)床、刀具、工件和切削過(guò)程)是復(fù)雜的動(dòng)態(tài)系統(tǒng),系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性對(duì)加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本乃至整個(gè)加工系統(tǒng)的安全壽命起著至關(guān)重要的影響和制約作用。因此,對(duì)高速切削系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性的研究是促進(jìn)高速切削技術(shù)發(fā)展和推廣應(yīng)用的重要應(yīng)用基礎(chǔ)課題。 本論文以高速切削系統(tǒng)為研究對(duì)象,針對(duì)高速切削的特點(diǎn),研究了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性及切削穩(wěn)定性: 分析了高速切削中最常出現(xiàn)的再生型顫振、強(qiáng)迫再生振動(dòng)和共振的機(jī)理,分析了發(fā)生振動(dòng)時(shí)在切削加工狀態(tài)下機(jī)床切削系統(tǒng)的振幅對(duì)于空轉(zhuǎn)狀態(tài)下機(jī)床結(jié)構(gòu)的振幅的放大比,建立了高速切削動(dòng)力學(xué)模型。 以高速銑削主軸、刀柄、刀具旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)為例,建立了考慮高轉(zhuǎn)速引起的離心力和陀螺力矩影響的動(dòng)力學(xué)模型,采用有限元數(shù)值分析方法,分析其動(dòng)態(tài)特性,主要包括:對(duì)面銑刀(不同直徑、不同齒數(shù))和立銑刀(不同外伸長(zhǎng)徑比)進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性分析;對(duì)BT40主軸/刀柄和HSK63主軸/刀柄兩種不同聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性分析,分析比較兩種主軸/刀柄聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)在不同轉(zhuǎn)速下離心力和陀螺力矩對(duì)動(dòng)態(tài)特性的影響及其變化規(guī)律,并分析了在不同的主軸支承情況下的動(dòng)態(tài)特性;分析了不同刀具分別與BT40主軸/刀柄和HSK63主軸/刀柄匹配在不同轉(zhuǎn)速下的動(dòng)態(tài)特性。數(shù)值計(jì)算顯示:高速下離心力與陀螺矩陣對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性影響明顯;由于HSK主軸/刀柄采用雙面聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu),其在高轉(zhuǎn)速下的動(dòng)態(tài)特性比采用單面聯(lián)結(jié)的BT主軸/刀柄結(jié)構(gòu)優(yōu)越。 基于所建的動(dòng)力學(xué)模型,分析了考慮高轉(zhuǎn)速影響的陀螺系統(tǒng)的基本特性,給出了高速切削穩(wěn)定性臨界條件判據(jù)及其切削穩(wěn)定性極限的預(yù)測(cè)分析方法,并對(duì)單自由度系統(tǒng)與多自由度系統(tǒng)的穩(wěn)定性極限進(jìn)行解析計(jì)算,提出以加工中心的最大主軸轉(zhuǎn)速附近區(qū)域是否處在穩(wěn)定區(qū)以及穩(wěn)定切削區(qū)域的最大轉(zhuǎn)速n與最大軸向切深b_(lim)的乘積的大小來(lái)評(píng)價(jià)不同加工中心的穩(wěn)定性。 設(shè)計(jì)并實(shí)施了高速加工中心模態(tài)實(shí)驗(yàn)和高速銑削動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn),識(shí)別系統(tǒng)的各階臨界轉(zhuǎn)速,實(shí)驗(yàn)分析了不同的機(jī)床、刀具、工件匹配在不同切削條件下系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性,分析不同切削條件對(duì)切削穩(wěn)定性的影響,對(duì)所建的動(dòng)力學(xué)模型及其系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性的數(shù)值分析結(jié)論進(jìn)行了驗(yàn)證,并利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出不同切削條件下的切削穩(wěn)定性極限圖。
【關(guān)鍵詞】：高速切削 動(dòng)態(tài)特性 切削穩(wěn)定性 振動(dòng) 有限元法
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類號(hào)】：TG506.1
【目錄】：

• 山東大學(xué)碩士學(xué)位論文8-92
• 召巴里巴里巴巴里巴里里三巴里里里8
• 摘要8
• ABSTRACT8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 本課題的研究目的和意義8-9
• 1.2 課題背景及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-14
• 1.2.1 高速切削加工技術(shù)概述9-10
• 1.2.2 切削過(guò)程中的振動(dòng)及切削穩(wěn)定性的研究10-13
• 1.2.3 有限元法在高速切削系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性研究中的應(yīng)用13-14
• 1.3 目前存在的問(wèn)題14
• 1.4 課題來(lái)源及主要研究?jī)?nèi)容14-16
• 1.4.1 課題來(lái)源14
• 1.4.2 主要研究?jī)?nèi)容14-16
• 第2章 高速切削系統(tǒng)的振動(dòng)機(jī)理16-25
• 2.1 再生型顫振16-19
• 2.1.1 再生型顫振機(jī)理16-17
• 2.1.2 再生型顫振的動(dòng)力學(xué)模型17-19
• 2.2 強(qiáng)迫再生振動(dòng)19-23
• 2.2.1 強(qiáng)迫再生振動(dòng)機(jī)理及動(dòng)力學(xué)模型19-21
• 2.2.2 強(qiáng)迫力激勵(lì)的強(qiáng)迫再生振動(dòng)21-23
• 2.2.3 強(qiáng)迫位移激勵(lì)的強(qiáng)迫再生振動(dòng)23
• 2.3 共振23-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第3章 高速切削刀具動(dòng)態(tài)特性分析二25-35
• 3.1 面銑刀的動(dòng)態(tài)特性分析25-32
• 3.1.1 直徑為125111111的面銑刀的動(dòng)態(tài)特性25-30
• 3.1.2 直徑為250們nrn的面銑刀的動(dòng)態(tài)特性30-32
• 3.2 立銑刀的動(dòng)態(tài)特性分析32-34
• 3.2.1 不同外伸長(zhǎng)徑比對(duì)立銑刀動(dòng)態(tài)特性的影響32-33
• 3.2.2 外伸長(zhǎng)徑比不同的立銑刀對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的影響33-34
• 3.3 本章小結(jié)34-35
• 第4章 高速切削系統(tǒng)主軸/刀柄動(dòng)態(tài)特性分析35-61
• 4.1 主軸/刀柄聯(lián)結(jié)的結(jié)構(gòu)分析36-38
• 4.1.1 主軸/刀柄聯(lián)結(jié)的定位36
• 4.1.2 主軸/刀柄聯(lián)結(jié)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)36-38
• 4.2 主軸/刀柄聯(lián)結(jié)的動(dòng)態(tài)特性38-41
• 4.3 在高速旋轉(zhuǎn)下主軸/刀柄聯(lián)結(jié)的動(dòng)態(tài)特性二41-46
• 4.3.1 BT4 O主軸/刀柄聯(lián)結(jié)的動(dòng)態(tài)特性42-43
• 4.3.2 HSK63主軸/刀柄聯(lián)結(jié)的動(dòng)態(tài)特性43-46
• 4.4 不同支承剛度對(duì)主軸/刀柄系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的影響46-49
• 山東大學(xué)碩士學(xué)位論文49
• 1旦旦旦旦絕絕口巴口口里旦口旦絕49
• 4.5 面銑刀與主軸/刀柄匹配的動(dòng)態(tài)特性49-54
• 4.6 立銑刀與主軸/刀柄匹配的動(dòng)態(tài)特性54-60
• 4.7 本章小結(jié)60-61
• 第5章 高速切削穩(wěn)定性分析61-71
• 5.1 穩(wěn)定性理論和穩(wěn)定性判據(jù)61-64
• 5.1.1 李雅普諾夫穩(wěn)定性定義61-62
• 5.1.2 線性系統(tǒng)穩(wěn)定性判別準(zhǔn)則62
• 5.1.3 非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性判別62-64
• 5.2 陀螺系統(tǒng)的穩(wěn)定性64-65
• 5.3 高速切削穩(wěn)定性判據(jù)及評(píng)價(jià)分析方法65-69
• 5.3.1 高速切削穩(wěn)定性的判據(jù)65-67
• 5.3.2 單自由度系統(tǒng)穩(wěn)定性極限分析67
• 5.3.3 多自由度系統(tǒng)穩(wěn)定性極限分析67-69
• 5.3.4 高速切削穩(wěn)定性極限的評(píng)價(jià)69
• 5.4 本章小結(jié)69-71
• 第6章 高速切削系統(tǒng)動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)71-83
• 6.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>71
• 6.2 實(shí)驗(yàn)方案71-74
• 6.2.1 測(cè)量信號(hào)的選擇71-72
• 6.2.2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)72-73
• 6.2.3 實(shí)驗(yàn)步驟73-74
• 6.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備的選用74-75
• 6.3.1 實(shí)驗(yàn)用儀器74
• 6.3.2 測(cè)試系統(tǒng)74
• 6.3.3 測(cè)試信號(hào)分析軟件74-75
• 6.4 實(shí)驗(yàn)測(cè)試及結(jié)果分析75-76
• 6.4.1 模態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析75-76
• 64.2 切削實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析76-81
• 6.5 本章小結(jié)81-83
• 結(jié)論83-85
• 參考文獻(xiàn)85-90
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文目錄90-91
• 致謝91-92

【引證文獻(xiàn)】

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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

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中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前9條

1 張行;CX8075高速加工中心結(jié)構(gòu)有限元分析及輕量化研究[D];鄭州大學(xué);2011年

2 葛茂杰;石蠟加固鈦合金薄壁件切削加工穩(wěn)定性研究[D];山東大學(xué);2011年

3 閆雪;難加工材料高速銑削切削力研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2007年

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7 張坤朋;高硬度淬硬鋼模具高速銑削性能研究[D];廣西大學(xué);2012年

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9 聶文武;基于薄盤類刀具的HSK工具系統(tǒng)性能研究[D];江蘇大學(xué);2010年

  本文關(guān)鍵詞：高速切削系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：412265