發(fā)布時(shí)間：2024-04-21 21:42

　　研究考慮銑刀桿結(jié)構(gòu)非線性和阻尼的顫振穩(wěn)定性以及主共振。將刀桿簡(jiǎn)化為平面彎曲懸臂梁結(jié)構(gòu)模型。為了在模型中考慮結(jié)構(gòu)阻尼的影響,假定刀桿由黏彈性材料構(gòu)成。結(jié)合包含再生時(shí)滯效應(yīng)和周期激勵(lì)的切削力模型,根據(jù)Hamilton原理建立非線性運(yùn)動(dòng)方程。采用Galerkin法將非線性偏微分運(yùn)動(dòng)方程進(jìn)行化簡(jiǎn),導(dǎo)出主坐標(biāo)表示的非線性常微分運(yùn)動(dòng)方程。通過時(shí)域數(shù)值積分得到銑削系統(tǒng)的穩(wěn)定性lobes圖。采用多尺度法對(duì)非線性常微分運(yùn)動(dòng)方程進(jìn)行攝動(dòng)求解,導(dǎo)出非線性切削系統(tǒng)在周期激勵(lì)下的主共振響應(yīng)的近似封閉解。研究刀桿的幾何尺寸、結(jié)構(gòu)阻尼、切削力系數(shù)、切削深度、齒數(shù)和切削力幅值等參數(shù),對(duì)銑削過程非線性lobes圖以及主共振響應(yīng)曲線的影響。結(jié)果表明,增加刀桿的長(zhǎng)度或者降低銑削過程的臨界切削深度;切削力系數(shù)越大,臨界切削深度越小;增加結(jié)構(gòu)阻尼能夠明顯提高銑削過程的顫振穩(wěn)定性;主共振響應(yīng)峰值向右偏斜,由于切削系統(tǒng)存在三次剛度非線性,主共振響應(yīng)曲線表現(xiàn)出典型的硬彈簧Duffing振子的特性,出現(xiàn)跳躍性和多值區(qū)域。

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

圖1刀桿長(zhǎng)度對(duì)穩(wěn)定性lobes曲線的影響

圖1表示刀桿長(zhǎng)度對(duì)切削穩(wěn)定性邊界的影響。結(jié)果表明,穩(wěn)定性lobes圖在切削深度-轉(zhuǎn)速參數(shù)平面的位置隨著刀桿長(zhǎng)度L的增加而下降,同時(shí)穩(wěn)定性邊界的轉(zhuǎn)速區(qū)間也隨著刀桿長(zhǎng)度L的增加而縮小。這說(shuō)明增加刀桿的長(zhǎng)度將對(duì)切削穩(wěn)定性將產(chǎn)生不利的影響。圖2表示刀桿直徑對(duì)對(duì)切削穩(wěn)定性邊界的影響。結(jié)果表....

圖2刀桿直徑對(duì)穩(wěn)定性lobes曲線的影響

圖2表示刀桿直徑對(duì)對(duì)切削穩(wěn)定性邊界的影響。結(jié)果表明,切削系統(tǒng)的穩(wěn)定性隨著刀桿直徑的減小而隨之降低。這是由于在刀桿長(zhǎng)度不變的情況下,刀桿直徑的減小伴隨著刀桿長(zhǎng)徑比的增加。說(shuō)明大長(zhǎng)徑比的刀桿的穩(wěn)定性相對(duì)較差。圖3表示刀桿材料的耗散因子對(duì)切削穩(wěn)定性邊界的影響。結(jié)果表明,提高刀桿的阻尼耗....

圖3結(jié)構(gòu)阻尼對(duì)穩(wěn)定性lobes曲線的影響

圖3表示刀桿材料的耗散因子對(duì)切削穩(wěn)定性邊界的影響。結(jié)果表明,提高刀桿的阻尼耗散能力對(duì)于抑制切削顫振,增強(qiáng)加工過程的穩(wěn)定性具有十分重要的影響效果。圖4表示切削力系數(shù)對(duì)切削穩(wěn)定性邊界的影響。結(jié)果表明,Kt越大,切削過程越不穩(wěn)定,越容易發(fā)生顫振。

圖4切削力系數(shù)對(duì)穩(wěn)定性lobes曲線的影響

圖5表示分布在穩(wěn)定性參數(shù)平面的12個(gè)點(diǎn)的位置,與之對(duì)應(yīng)的切削深度與轉(zhuǎn)速值如表1所示。圖6表示這12個(gè)位置點(diǎn)的時(shí)程響應(yīng)曲線v(L,t)。由圖5和6可見,點(diǎn)1、3、5位于lobe曲線的不穩(wěn)定區(qū)域內(nèi),對(duì)應(yīng)的時(shí)程的振幅是隨時(shí)間增大的,但是由于非線性剛度的抑制作用,響應(yīng)振幅不會(huì)無(wú)限增大,而....

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