非线形减振槽抑制深孔镗削颤振的研究

针对深孔镗削过程出现的颤振问题提出了一种非线形减振槽的双镗杆刀具系统结构,并通过切削液产生的阻尼来抑制镗削过程中刀具系统的颤振。运用Fluent软件进行流场仿真,结果表明非线形减振槽阻尼通道的沿程压力损失以及阻力系数增大;运用Simulink软件进行动力学仿真,结果表明切削液通过非线形减振槽阻尼通道能有效地抑制深孔镗削过程中的颤振。     

细长孔阻尼抑制深孔镗削颤振的研究

针对深孔镗削加工中的颤振问题,设计了一套具有多个细长孔的双镗杆刀具系统结构,通过细长孔阻尼作用,抑制镗削加工过程中刀具系统的颤振。根据流体力学环形间隙流动以及细长孔阻尼理论,建立双镗杆刀具系统结构的数学模型,利用MATLAB进行数值模拟;利用Fluent软件对双镗杆刀具系统结构的内部流场进行仿真,得出流场域的阻力系数增大;建立镗削过程中的振动模型,运用Simulink对其进行动力学仿真得到振动时域图,直观显示了切削液流经具有多个细长孔的阻尼通道能有效抑制深孔镗削过程中的颤振。     

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。     

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。     

基于变结构刚度的精密孔镗削颤振抑制新方法

精密孔镗削过程中容易出现颤振现象,它会导致加工精度低和表面质量差等问题。为了解决此问题,首先针对镗削过程中最为常见的再生型颤振建立了动力学模型,并在此基础上,分别讨论了主轴变速方法和变结构刚度方法对切削颤振的抑制机理,对比两种方法发现：它们的抑振机理异曲同工,但是,变结构刚度方法能够避免主轴变速法对刚性较低的切削系统不适用的缺点。其次,为了能对精密孔镗削过程施加变结构刚度法来抑制颤振,本文设计制作了一种基于磁流变液的智能镗杆,通过调节外加磁场强度的大小实现刚度和阻尼特性参数的无级变化,改变机械系统的动态特性,从而达到抑制颤振的目的。最后在车床CA6140上搭建了磁流变智能镗杆的颤振抑制实验系统,通过一系列的实验发现：该方法能够快速高效的抑制镗削过程中产生的颤振,并且使加工表面的粗糙度从Ra 10μm降至Ra 1.5μm,大幅度提高了加工表面质量。     

深孔镗削中镗杆直径对螺旋沟影响的模型和试验研究

在研究深孔镗削螺旋沟产生机理的基础上,对深孔镗削加工过程中镗杆直径对振动及螺旋沟的影响进行了理论分析及力学建模,并通过试验研究了增大镗杆直径对减小振动和抑制螺旋沟的积极作用.     

大长径比减振镗杆的ANSYS静力优化分析

大长径比镗杆对于深孔的加工有很好的效果,为设计性能较为优良的减振镗杆,采用数值模拟的手段,对三种镗杆方案进行了ANSYS静力分析。通过分析得出性能最为优良的减振镗杆,在镗杆一端加入橡胶阻尼提高了其减振性能,在另一端加入硬质合金提高了其刚度。     

变截面偏心减振镗刀杆的结构设计

深孔镗削加工技术是高端液压支架制造技术难题之一。文中对镗刀杆受力变形机理进行理论分析,针对缸底深孔结构的具体结构和尺寸,设计出一种大长径比变截面偏心减振镗刀杆,最后根据切削力的来源和切削参数,确定了三个方向上的受力数值,利用有限元软件对镗刀杆进行受力分析,计算结果表明,刀杆总体最大应变很小,可以满足零件加工要求。这种变截面偏心减振镗刀杆的设计方法为同类深孔类零件的车削加工提供很好的参考依据。     

液膜阻尼在抑振深孔钻削颤振上的研究

基于液膜阻尼的工作原理,设计了一套液膜阻尼器,用来抑制深孔机床钻削颤振。通过对钻削系统建立的动力学模型分析,得出了系统的频率响应函数。最后,通过MATLAB仿真表明:通过调整液膜的阻尼,来改变系统的阻尼率,可以有效地抑制钻削颤振的产生。     

变截面偏心减振刀杆的结构优化

深孔镗削加工技术是高端液压支架制造技术难题之一。首先从对镗刀杆受力变形的相关机理进行理论分析,根据缸底深孔结构的具体结构和尺寸,设计出一种大长径比变截面偏心减振镗刀杆,利用有限元软件对镗刀杆进行受力分析,利用分析结果对减振刀杆结构进行优化分析,在满足刚度和强度要求的条件下确定了刀杆的各部位尺寸最佳结构参数。这为同类刀杆轻量化设计提供了重要的参考依据。     

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。     

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。     

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。     

基于摩擦耗能原理的抑振镗杆

讨论了摩擦耗能镗杆的原理,建立了有非线性库仑干摩擦环节的力学模型,并以摩擦参数为变化量,通过数值分析的方法考察了模型的吸振效果。研制了一种基于摩擦减振的新型镗杆,结合颤振发生的机理与切削稳定性理论,分析了不同摩擦条件下镗杆的抑振效果。将不同摩擦条件下的镗杆切削实验结果与理论模型仿真结果进行对比,发现在既定的摩擦阻尼器中,有滑动摩擦与粘接两个状态,而且存在一个最优正压力使得滑动摩擦消耗能量达到最大值又不处于粘接的状态,此时系统抑振效果达到最佳。切削实验发现基于摩擦减振原理的镗杆有良好的颤振抑制效果。      

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。     

减振镗杆的动态特性分析

介绍了深孔镗削加工过程中产生振颤的机理,建立了减振镗杆的动力学模型,在此基础上优化减振系统的参数,并且对减振镗杆进行瞬态动力学和谐响应分析,分析结果表明该减振系统具有良好的减振性能。     

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.     

基于经验模态分解和希尔伯特-黄变换的精密孔镗削颤振特征提取

针对精密孔镗削加工过程中容易出现颤振现象,影响精密孔的表面质量问题,建立了镗削加工的监测系统,对镗削颤振信号进行特征提取,以实现对镗削颤振的快速预报。首先,根据颤振信号的时频特点,将经验模态分解(EMD)和希尔伯特-黄变换(HHT)引入颤振特征提取过程,并介绍了其基本原理及具体实现过程。然后,在线拾取镗杆的振动信号,并对振动信号进行EMD分解和HHT变换。最后,通过对各本征模态函数分量的Hilbert谱分析,提取出了颤振发生的征兆特征。实验结果表明,利用EMD和HHT对镗削振动信号进行特征提取,可以在颤振形成之前0.5s得到颤振爆发的征兆,为后续的颤振抑制工作赢取时间,进而确保精密孔的表面加工质量。     

应用电流变材料改变镗杆动态特性的研究

为保证镗削加工切削稳定性,基于电流变材料设计一种智能型镗杆。该镗杆可通过调节施加于电流变材料上的电场强度来改变整个镗杆的动态特性,并借以抑制切削颤振。采用 端部激振方法研究镗杆在不同激振频率和不同电场强度下的动态特性。实验结果表明,在不同的电场强度和振动频率下,电流变材料表现出来的振动特性差异明显,使镗杆的支撑刚度和结构阻尼特性发生显著的变化。     

深孔镗杆在推镗和拉镗时的ANSYS受力分析

深孔镗削是提高深孔加工精度的一种方法,它能校正己有孔上的缺陷,如圆度误差、直线度误差,从而获得良好的几何精度和表面粗糙度。深孔镗削的加工方式、运动形式、镗刀的轨迹方程和对镗削的受力分析是深孔镗削加工中各不稳定因素的渊源,在深孔镗削过程中,运用合适的镗削方式可以减小切削系统的振动。针对多刃均布式深孔镗刀,在推镗和拉镗方式下进行受力分析,并利用PRO/E建立镗杆几何模型并生成中性几何文件,通过ANSYS有限元法,计算出推镗和拉镗时镗杆产生的挠度以及最大应力应变曲线,将二者结果进行比较,证明在细长管时拉镗加工的优势。