| 题名 | 硬态切削下内孔车刀复合减振刀杆的研究 |
| 作者 | 黄振华 |
| 答辩日期 | 2019 |
| 导师 | 沈浩 |
| 关键词 | 复合减振 橡胶阻尼减振 颗粒阻尼减振 结构尺寸优化 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 硬态切削下研究内孔车刀减振刀杆的振动特性,主要是由于硬态切削下极易发生切削颤振,尤其是采用PCBN刀具对硬度较大的工件车削内孔时,由于PCBN刀具脆性较大,切削颤振会造成刀具的微观崩刃,缩短寿命,增加加工成本,降低加工质量和生产效率等不利后果。因此,降低切削颤振对于提高工件的加工质量具有重要意义。本课题所研究的复合减振刀杆主要是将橡胶阻尼减振器和颗粒阻尼减振器置于刀杆内孔中,利用复合减振的方法减小切削颤振的不利影响。本文介绍了被动控制类型的减振镗杆﹑主动控制类型的减振镗杆和半主动控制类型的镗杆,分析刀具在加工过程中产生振动的原因,根据振动产生的原因,提出刀具减振的方法和国内外减振刀具的发展现状,设计一种复合减振刀杆,该减振刀杆将橡胶阻尼器和颗粒阻尼器复合置于刀杆空腔中。一方面利用橡胶阻尼器消耗振动产生的能量,另一方面通过颗粒于颗粒之间、颗粒与内壁之间的碰撞消耗振动产生的动能,达到降低振动幅度的目的,主要研究内容如下:(1)根据复合减振车刀刀杆结构建立复合减振车刀刀杆的数学模型。分析在激振力作用下橡胶阻尼减振器的尺寸和颗粒阻尼减振器中颗粒直径与振幅的关系,为下一步分析橡胶阻尼减振器的尺寸和颗粒直径的确定提供基础。(2)分析橡胶阻尼器的尺寸参数与刀杆挠度之间的关系,当孔径与刀杆截面高度比值为0.6时振幅最小,内孔轴线长度与杆长比值为0.3时刀杆的变形最小;计算颗粒碰撞过程中的重合量,法向力和切向力,用来确定激振力下复合减振器的塑性变形和摩擦力产生的能量消耗。(3)对不同直径不同材料的颗粒阻尼减振器进行Ansys仿真模拟实验,研究同种材料不同直径时的速度变化和能量变化,得到直径1mm的铅材料颗粒的能耗最大。丁晴橡胶作为橡胶阻尼器材料﹑1mm直径的铅颗粒作为填充时的幅频响应曲线,分析得出各个结果产生差异的原因。在0~4000HZ频率响应下,步数为13步,径向切削力为3324N,减振腔直径与刀杆端面宽度(d/h)比值为0.6,减振腔长度与刀杆长度(L2/L)比值为0.3时复合减振车刀的振幅为2.6345μm。(4)为了减少复合减振器材料的使用,减振效果达到最优,优化碰撞颗粒的形状参数和减振腔的尺寸参数,确定了颗粒阻尼器的参数以后,能够确定刀杆空腔内的橡胶阻尼器的最优参数,再次降低刀杆振幅。为复合减振车刀刀杆的实际加工和提高加工内孔的表面质量提供依据。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 79 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/94789]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 黄振华. 硬态切削下内孔车刀复合减振刀杆的研究[D]. 2019. |
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