深孔加工刀具非线性运动分析及优化方法

刀具在深孔加工过程中会发生非线性运动,降低加工质量。对BTA的非线性运动进行分析,建立了钻杆在加工过程中运动轨迹和反映各方向上偏移量的模型,并依此为基础设计了一种剪切粘滞阻尼器,经过计算仿真,阻尼器可以有效抑制钻杆的非线性运动。     

BTA深孔钻杆振动特性及辅助支撑位置优化

BTA深孔加工技术主要应用于特种制造领域,但大深径比的远跨钻杆系统刚度差,加工颤振现象突出,工件圆度质量难以精确控制。在实际加工中,远跨度钻杆辅助支撑位置对钻杆系统整体刚度和非线性振动现象有比较大的影响。理论研究表明,优化支撑点位置可以提高系统的整体刚度,抑制非线性振动源对钻杆系统产生干扰及刀具产生异常振动现象。利用模拟变更辅助支撑位置点得出钻杆系统的振动特性,结合钻杆系统静止和工作状态下的振动试验,使用迭代印证法保证模型建立的准确性。结果表明:6000mm长度的远跨BTA深孔钻杆系统支撑点位置存在一个随动优化区间,该区间的发现为BTA深孔制造领域提供了一定的研究理论和参考建议。     

电流变液减振器在深孔颤振控制中的试验研究

针对深孔加工中的颇振问题,结合深孔加工的特点,设计了一种基于混合模式的电流变液减振器。利用电流变液在电场强度下能够快速、连续、可逆地改变其粘度和抗剪屈服应力的特性,可实现对减振器可控阻尼力的连续、无级调节。通过对减振器可控阻尼力的数值仿真,分析了阻尼力的影响因素。在Z2120型BTA深孔钻镗床上进行了切削颤振控制试验,对比了不同电场强度下钻杆振动的振幅和被加工孔的表面粗糙度。试验结果表明:在电场作用下,混合模式电流变液减振器能够有效地减小钻杆振动的幅值和明显减小被加工孔的表面粗糙度值。但是不同电场作用下,减振器的减振效果不同。     

基于BTA钻杆扭振的动力减振器设计

在BTA系统深孔钻削过程中，钻杆容易产生扭振。首先，分析了钻杆产生扭振的原因；其次，对使用动力减振器减振进行研究，建立了深孔钻杆系统附加动力减振器后的模型和运动方程；再次，分析了各参数对减振性能的影响，并对动力减振器的参数进行优化；最后，对动力减振器进行结构、安装位置的设计，以保证其减振效果。     

BTA深孔钻杆的涡动研究

对BTA深孔钻杆在加工过程中的涡动问题进行研究。分析了在切削液作用下BTA钻杆与内孔接触与非接触时的钻杆受力情况,得到钻杆在涡动面上的运动平衡方程,推导出钻杆发生涡动的理论涡动点和钻杆脱离内孔的理论阀值点。总结出钻杆因不平衡量作用时产生的偏心距小于理论涡动点时,钻杆不会产生涡动,即使存在最终也会因切削液流体力作用而消失;同时涡动角频率的绝对值小于理论阀值时,钻杆会脱离孔壁,而涡动角频率达到阀值后,钻杆运动就可能发展成为沿孔壁反向滚动的定常涡动。所得结论对BTA深孔加工的动态稳定性研究,尤其是对钻杆扰动和偏心现象的研究,具有理论和实际意义。     

连接式深孔钻的加工

<正>现代工业对深孔加工的需求在不断增长,需要大量不同规格的BTA单长深孔钻、喷射钻和DF深孔钻。由于孔加工深度不断增加,深孔钻的钻杆长度也需要加长,为此设计制造了采用连接方式加长的硬质合金深孔钻(见图1)。这种刀具分为三部分:深孔钻头部分、钻杆Ⅰ和钻杆Ⅱ。先分别对钻头     

深孔加工中浮动环的液力纠偏研究

针对深孔钻削加工过程中钻杆易偏心、切削液对钻杆作用力的研究现状,利用流体力学理论和液体动压润滑原理,分析了深孔加工过程中浮动环对于钻杆纠偏的作用机理。对带有浮动环的BTA深孔加工钻削系统建立数学模型,对油膜厚度的表达式进行推导,并进一步推导了浮动环产生的油膜压力的表达式。利用数值算法对油膜压力进行近似求解,利用Fluent软件对带有浮动环的BTA钻杆系统进行流体仿真分析。研究结果表明:浮动环以一定的转速旋转,形成楔形油膜对钻杆具有纠偏作用。     

基于剪力模式的深孔钻杆制振器设计与试验研究

考虑到深孔切削工艺的实际特点,提出一种基于剪力模式的深孔钻杆振动抑制构型与工作原理。该构型利用磁流变液体快速、连续及可逆转化的特点,并引入环形磁场可调布局,使其适应于刀具系统中各辅助支撑点的阻尼调控。为了验证新型剪力模式制振器的制振性能,把制振器与传统深孔加工方法结合起来,对新型制振器在深孔钻削加工中的作用效果进行理论分析和试验研究,并对加工中钻杆的振动特征和被加工孔的表面质量进行测量。试验结果发现,在外加电流的作用下,钻杆制振器能有效增大结构刚性,改变钻杆颤振响应谱峰值的频率和幅值,提高被加工孔的粗糙度。结果表明所提出的剪力模式制振器设计方案可行,该方案将为深入探索深孔加工钻杆系统的振动抑制和提升深孔钻削精度奠定基础。     

加长硬质合金深孔钻头的工艺设计

随着我国现代工业的飞速发展,深孔加工产业在不断地增长。目前,市场不但需要大量不同规格的BTA单长深孔钻、喷射钻fDDF深孔钻,而且孔加工的深度在不断的加长,所以钻杆的长度就得按市场的需要加长,因此设计了这种加长硬质合金深孔钻头。     

BTA深孔钻杆颤振的监测

本文叙述了利用研制的传感器对ＢＴＡ深孔加工钻杆的颤振进行监测，从而可找到钻杆弯曲振动的规律。并可对测量信号加以分析和进行数据处理，然后反馈控制阻尼减振装置，以便补偿被钻深孔的中心偏移和不圆度误差。