基于ANSYS的镗杆动态特性研究

针对镗削加工过程中,镗杆长径比较大情况下易发生颤振这一问题,对镗杆进行动态特性研究。首先,基于有限元分析工具ANSYS建立有限元模型,完成单元类型的选择、材料常用参数的设置和网格划分等操作;然后,在给定参数条件下,对镗杆进行模态分析,确定其固有频率和振型;最后,根据实际加工施加负载,进行谐响应分析以确定镗杆幅频响应曲线,找到镗杆最大响应幅值对应的频率值。分析结果可为镗削加工中切削参数的选择和镗杆的设计改进提供理论依据。     

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。     

一种镗削用高频响精密伺服刀杆的动态设计

高速加工活塞椭圆销孔等非圆类异形销孔。要求镗刀杆的径向进刀微位移运动频率为100Hz。普通的执行机构难以实现如此高频的机械运动。提出了一种基于超磁致伸缩材料的高频响伺服镗刀杆。用ANSYS软件对这种特殊设计的镗刀杆进行模态分析。并进行了动态优化设计。优化设计后的伺服刀杆系统一阶、二阶、三阶固有频率均远离镗刀杆的使用频率。用动态优化设计后的刀杆进行了椭圆销孔的镗削试验。取得了较为满意的效果。     

深孔镗镗刀杆结构优化

针对液压缸内孔在深孔镗加工过程中存在的工艺路线繁杂、深孔镗专用刀杆规格多、生产准备时间长、制约了生产效率的提高等弊端。通过对传统加工工艺的分析,提出了镗刀杆结构的优化方案。产品测试结果表明,优化的镗刀杆能够可靠、高效地完成缸筒内孔的加工,并满足设计要求,具有较高的实用价值。     

层状复合结构镗刀杆设计与性能研究

设计了一种由碳纤维复合材料与金属材料组成的层状复合结构减振镗刀杆,对其静态性能和动态性能进行了有限元分析,并与普通结构的硬质合金镗刀杆进行了性能对比。结果表明,硬质合金镗刀杆具有较高的静刚度,固有频率及动刚度较低,适于载荷较大的低速镗削加工,而复合结构镗刀杆具有更加优良的动态性能,适用于高速镗削加工。     

碳纤维环氧基复合材料镗杆的设计与优化

制备了一种由碳纤维为增强体,树脂为基体的复合材料镗杆,研究了其铺层设计,并对成型工艺进行介绍,对复合材料镗杆的静态性能和动态性能进行了有限元分析,并与普通结构的金属镗杆进行了性能对比。结果表明,复合结构镗杆具有更高的刚度以及更加优良的动态性能,适用于高速镗削加工,同时大大减轻了镗杆重量。     

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。     

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。     

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。     

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。     

大型电机主轴内孔加工的镗杆设计及ANSYS静态分析

主轴内孔加工技术的研究是大型电机研制的重要环节.文中首先根据项目要求提出了四种镗杆的设计方案并加以分析.然后根据四种方案进行了相应的有限元静态分析,分析结果表明方案四由于形成框架结构,且在镗杆尾部插有硬质合金棒,其刚性提高,静变形最小.     

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。     

减振镗杆动态特性的对比实验分析

对进口肯纳减振镗杆和自制减振镗杆进行对比切削实验,分析其抗颤振能力的差别。应用实验模态分析、镗杆材料化学成分对比分析等手段,对两种镗杆的动态特性进行分析,为自制减振镗杆的优化设计提供依据。     

基于模态分析的高频响伺服刀杆优化设计

提出了一种新型基于磁致伸缩材料的高频响伺服刀杆结构。以伺服刀杆机构的频响特性为优化设计目标，用ANSYS软件对刀杆机构进行模态分析与数据采样，用MATLAB软件对采样数据进行分析处理，优化了伺服刀杆结构，使伺服刀杆机构各阶固有频率远离刀杆使用频率。实验验证效果理想，为非圆曲面形活塞异形销孔的精密加工提供了一条新途径。     

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.     

Analysis of dynamic properties of boring bars concerning different clamping conditions

Boring bars are frequently used in the manufacturing industry to turn deep cavities in workpieces and are usually associated with vibration problems. This paper focuses on the clamping properties’ influence on the dynamic properties of clamped boring bars. A standard clamping housing of the variety commonly used in industry today has been used. Both a standard boring bar and a modified boring bar have been considered. Two methods have been used: Euler–Bernoulli beam modeling and experimental modal analysis. It is demonstrated that the number of clamping screws, the clamping screw diameter sizes, the screw tightening torques, the order the screws are tightened has a significant influence on a clamped boring bars eigenfrequencies and its mode shapes orientation in the cutting speed—cutting depth plane. Also, the damping of the modes is influenced. The results indicate that multi-span Euler–Bernoulli beam models with pinned boundary condition or elastic boundary condition modeling the clamping are preferable as compared to a fixed-free Euler–Bernoulli beam for modeling dynamic properties of a clamped boring bar. It is also demonstrated that a standard clamping housing clamping a boring bar with clamping screws imposes non-linear dynamic boring bar behavior.     

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。