内置式减振镗杆的试制和减振性能分析

介绍了一款内置阻尼减振器的减振镗杆,阐述其基本设计原理及设计过程。试制减振镗杆并与普通镗杆进行安装状态下的振动试验,采集力锤激励下的镗杆振动信号并求出对应的传递函数图像,得出两种镗杆安装状态的一阶、二阶固有频率,比较减振镗杆相对于普通镗杆的固有频率差异。进行两种镗杆的切削试验,采集镗杆径向的振动信号,比较两种镗杆在相同切削参数下的径向振动波形图,评价该款减振镗杆的减振性能,为该款减振镗杆的设计及仿真结果提供试验数据支撑。     

双级串联调谐质量阻尼器减振镗杆的设计与性能仿真分析

针对大长径比镗刀杆在加工大型复杂零件的孔及孔系结构中容易产生振动、加工效率低且加工质量不稳定等问题,提出了一种内置双级串联调谐质量阻尼器的新型减振镗杆,建立了减振镗杆的力学等效模型,通过求解和分析减振镗杆的振幅比,确定了减振镗杆最优的阻尼器长度及阻尼比。利用MATLAB/Simulink分别求解减振镗杆和普通镗杆的加速度响应信号,结果表明,减振镗杆的吸振性能显著提高,振动衰减时间大幅缩短。应用Workbench对两种镗杆进行模态分析和谐响应分析,得到固有频率和幅频曲线,发现减振镗杆的振幅远小于普通镗杆。本研究为减振刀具的研制与推广提供了一定的理论参考。     

切削参数对内置式减振镗杆振动影响的研究

深孔加工中镗杆的颤振严重影响深孔的表面质量,而切削参数对内置式减振镗杆振动有很大的影响。为解决这一问题,建立基于有限元分析软件ANSYS的内置式减振镗杆仿真模型,加载应力载荷;采用单因素分析法,研究镗削过程切削参数对内置式减振镗杆刀尖最大振动幅值的影响,得到不同切削参数对内置式单减振镗杆刀尖幅频特性曲线;最后由幅频特性曲线归纳出切削参数对内置式减振镗杆切削状态的影响规律。所得结论为内置式减振镗杆在实际镗削精加工中应用提供参考。     

切削参数对减振镗杆振动性能的影响研究

在深孔镗削加工中,镗杆的减振效果是影响加工质量的关键因素,而镗杆的振动情况会受到切削参数的影响。采用单因素法,通过改变不同的切削参数对减振镗杆的振动性能进行了切削试验研究。对不同切削参数下镗杆径向和切向上的振动信号进行采集,将采集到的振动信号通过信号处理软件进行时域上的波形显示,对比单因素变化下的镗杆实际振动曲线差别,得出切削线速度、进给速度、背吃刀量各自的变化对镗杆振动性能的影响,给出该款减振镗杆的切削参数选用建议,为该款减振镗杆的使用和后续性能改进提供技术参考。     

新型减振镗杆的结构设计及振动特性优化分析

机械加工中由于镗杆的刚度不足和加工的特殊性,产生的切削颤振会严重影响加工零件的精度。本文阐述了新型减振镗杆的结构设计及选材,确定了核心元件的尺寸和材料。在有限元分析软件ANSYS中构建有限元仿真模型,基于机械振动理论的方程式计算出减振系统各参数的初始值,在此基础上进行优化分析得出各参数最优值,并对优化前和优化后的减振镗杆在不同切削用量情况下的振动规律进行研究。对比分析优化前后镗杆的谐响应幅频特性曲线,证明优化后的减振镗杆比优化前的减振镗杆的减振效果更好。     

深孔加工镗杆的结构模态对切削颤振的影响

本文通过对普通镗杆和减振镗杆的动态特性及结构模态的研究,分析了镗杆对深孔加工中产生的切削振动的影响。     

动力减振镗杆结构参数优化

深孔镗削过程中,镗杆不可避免产生振动,影响孔的加工质量,为了提高加工质量,本文针对动力减振镗杆建立力学模型,通过对模型的研究得出减振器的最优参数,应用ADAMS动力学仿真软件和试验验证了理论优化的正确性。通过和普通镗杆对比分析,结果表明动力减振镗杆有效地达到了减振效果。     

数控减振镗杆设计与分析

本文对振动影响进行了分析,并在此基础上对减振镗杆进行了初步的设计,并对镗杆的结构、材料、弹性元件、质量块等重要参数都进行了选择设计,通过ADAMS与ANSYS软件对镗杆进行了联合仿真分析,又进行了实际加工对比。最终得出减振镗杆的优越性,对数控镗杆加工的减振措施有一定的意义。     

动力减振镗杆结构优化及运动稳定性仿真研究

为了研究动力减振镗刀在减振效果最好、运动稳定性最佳时减振系统的特征及结构参数,以长径比为12的动力减振镗刀为研究对象,在对其进行运动稳定性分析的基础上,采用SIMS方法优化确定了减振系统的特征参数,再利用Matlab优化确定了减振系统结构材料参数;然后利用ADAMS进行了减振镗杆的动力学仿真,分析得到了幅频响应曲线和振动—位移时间曲线;最后通过比较分析不同橡胶等效径向刚度值和阻尼液阻尼值下减振镗杆动力学仿真的幅频响应曲线,验证了减振镗杆优化结果的正确性,为大长径比动力减振镗刀的研制提供指导。     

内置式减振镗杆减振性能分析

为了提高镗孔过程中镗杆的稳定性,基于动态减振理论,对内置式减振镗杆的相关参数进行了优化设计,分析了内置式减振镗杆的动力学模型。采用有限元软件对减振镗杆进行了耦合分析。讨论了减振密度、阻尼系数和支撑刚度等参数对镗杆稳定性的影响规律,获取了减振镗杆最佳稳定参数。分析了减振密度、阻尼系数和支撑刚度等参数的频域特征。结果表明:减振镗杆的1阶频率在320 Hz时,随着减振器密度的增加,减振镗杆刀尖径向最大振幅降低;随着阻尼液的阻尼系数和橡胶的支承刚度增加,镗杆的振幅呈现为先减小后增加的变化趋势,试验和仿真结果为减振镗杆的实际应用提供了理论依据。     

深孔镗削振动机理研究

介绍深孔镗削加工过程中自激振动产生的原理,分析加工过程中的切削颤振机理,总结出为避免切削颤振,镗杆应安装的合理角度.     

Analysis of the vibration characteristics and adjustment method of boring bar with a variable stiffness vibration absorber

In deep hole boring process, long and flexible boring bars are often used. Due to the large length-to-diameter ratio, the stiffness of the boring bars is inevitably reduced, where the boring bars’ vibration effects will occur. The influences of vibration will significantly degrade the accuracy and the surface quality, or even lead failure of the production. Therefore, it is of significant importance to develop techniques to reduce vibration in deep hole boring. In this paper, a new boring bar with a variable stiffness dynamic vibration absorber (VSDVA) is presented, where the basic parameters of the proposed boring bar are measured. Based on the proposed dynamic model, the vibration characteristics of the proposed boring bar are analyzed, and the change laws of the vibration reduction performance are obtained under different excitation frequencies. A new vibration reduction method is proposed, where best vibration reduction performance can be achieved by adjusting the stiffness of the VSDVA. Finally, the vibration reduction performance of the proposed boring bar is validated and evaluated by boring experiments. These works could provide guidance for designing new types of boring bars, selecting cutting parameters, and adjusting the vibration reduction performance of the proposed boring bar, and as a result, it provides a new design idea for the design of boring bar.     

电流变材料在结构振动控制中的非线性特性及理论模型

半主动振动控制结合了主动和被动控制的优点,得到了广泛的应用。一种采用电流变材料在线实时改变支撑条件的镗杆被设计用来对切削颤振实现半主动控制。通过试验发现当电流变材料处于屈服前后临界状态时,其在系统中相当于一参数可控的干摩擦阻尼器,致使镗杆的动态特性表现出明显的非线性。根据试验结果对含有电流变材料的镗杆建立了数学模型,从理论上对电流变材料在结构振动中处于屈服前后临界状态的条件和动态特性进行了分析。     

超声振动改善深孔镗削加工质量

深孔加工在航空发动机制造过程中广泛存在,由于其刚性弱,静态让刀量大,导致加工颤振和刀具磨损严重,使得其加工质量难以得到保证。超声振动切削作为一种特种切削加工手段,具有降低切削力,提高系统刚性和抑制加工颤振等优势。将超声振动应用于深孔镗削,进行了断屑条件验证,孔径误差测量,已加工表面粗糙度测量以及表面形貌观测等试验。试验结果表明,超声振动镗削能够有效缓解深孔镗削过程中的堵屑问题,减小孔径误差和表面粗糙度,抑制切削颤振,从而改善深孔镗削加工质量。     

单自由度高频减振镗杆结构的优化设计

随着现代高速切削技术的发展,刀杆的振动严重影响着加工精度和刀具耐用度。对于深孔精加工的镗杆,由于其长径比大,吃刀量小,工件转速高,在切削过程中容易产生高频振动,甚至会产生共振,导致切削无法进行。为了减小镗杆的振动,根据振动学理论,在尽量不降低刚度的同时通过减少镗杆质量来提高其固有频率,利用ANSYS软件对不同结构的镗刀杆进行模态分析和静力分析,提取前四阶固有频率和镗刀尖的位移,从而对镗杆结构做出最佳设计。     

深小孔镗削在线补偿方法的研究

采用压电陶瓷传感器等测量控制技术,在线补偿镗削加工中的误差,以提高镗孔精度。为实现深小孔镗削时的在线补偿,将镗杆做成双杆结构,使镗杆外径相对较小而长度较长,以满足精密加工深小孔的要求。     

加工机车发动机主轴孔用组合镗杆的有限元分析

机车发动机机体主轴孔的镗修，目前在全国范围内尚无高效率的专用设备。文中对机车发动机机体主轴孔加工专用组合镗床的镗杆利用I-DEAS Master series 5．0软件系统进行了有限元分析。分别分析了不安装浮动支承和安装浮动支承两种情况下的镗杆振型，证明在安装浮动支承之后，镗杆的挠度可以满足机床的要求，对超长镗杆的设计和性能分析具有一定的参考价值。     

Accuracy enhancement of a small overhung boring bar servo system by real-time error compensation

This paper is concerned with the work involved in reducing the machining errors of a small overhung boring bar by real-time error compensation. A boring bar developed is made with a pair of concentric bars with an outer diameter of 14 mm and length of 140 mm, representing an overhang ratio of 10:1. A piezoelectric (PZT) actuator was incorporated in the boring bar servo to achieve on-line compensation. Results of cutting tests show that improvement of 40% in the roundness errors can be achieved through on-line compensation of machining errors in precision boring of holes with high aspect ratios.     

大直径重型镗刀的设计

大直径重型镗刀是保证大直径孔加工精度的关键工具。结合生产实际,设计了重型镗刀关键件主刀桥的结构形式。利用有限元分析了主刀桥的刚性,设计了一种新型的主刀桥。研究结果表明,与国外同类镗刀相比,该镗刀具有较好的刚性,能够满足加工精度的要求。