細(xì)長軸車削加工的振動(dòng)特性研究.pdf

1、細(xì)長軸類工件在切削加工過程中,由于其長度與直徑的比值不小于20,因此工件易產(chǎn)生彎曲變形和振動(dòng)現(xiàn)象。切削加工過程中產(chǎn)生的振動(dòng)現(xiàn)象對(duì)軸類工件的加工精度產(chǎn)生較大影響,同時(shí)縮減了加工刀具的使用壽命,振動(dòng)嚴(yán)重時(shí)致使加工工件和刀具出現(xiàn)松脫現(xiàn)象,以及產(chǎn)生的較大噪聲對(duì)人的身心健康產(chǎn)生嚴(yán)重影響。然而在加工精度要求越趨精密的當(dāng)今制造業(yè)領(lǐng)域中,振動(dòng)因素造成的軸類工件加工誤差并未得到有效的減小,因此對(duì)機(jī)械加工振動(dòng)因素的研究以及采取有效的加工方法減小軸類工件在切

2、削加工過程中產(chǎn)生的振動(dòng)誤差具有深遠(yuǎn)的意義。
　　本文主要是研究細(xì)長軸類工件在車削加工過程中產(chǎn)生的振動(dòng)特性對(duì)軸的徑向彎曲變形的影響。通過建立細(xì)長軸普通車削加工的徑向彎曲振動(dòng)模型,求解出細(xì)長軸車削振動(dòng)的前三階固有頻率和振型函數(shù),運(yùn)用數(shù)值仿真軟件 Matlab求解出細(xì)長軸前三階振型函數(shù)的彎曲曲線。證明振型函數(shù)的正交性,結(jié)合細(xì)長軸車削加工簡化成的歐拉-伯努利梁模型的邊界條件,求解出細(xì)長軸普通車削加工的振動(dòng)響應(yīng)曲線。
　　在普通車削加

3、工的基礎(chǔ)上建立了細(xì)長軸雙刀車削加工的振動(dòng)彎曲模型,求解出細(xì)長軸雙刀車削加工的振動(dòng)響應(yīng)曲線,通過對(duì)比分析細(xì)長軸普通車削加工、雙刀車削加工的振動(dòng)響應(yīng)曲線,在忽略細(xì)長軸雙刀車削加工的微小間距Dx時(shí),得出細(xì)長軸普通車削加工、雙刀車削加工的振動(dòng)響應(yīng)曲線關(guān)系。
　　通過介紹模態(tài)分析的相關(guān)理論以及其具體分析步驟,使用ANSYS仿真分析軟件求解細(xì)長軸車削振動(dòng)的前三階固有頻率和振型圖,驗(yàn)證了用理論公式求解細(xì)長軸前三節(jié)固有頻率的準(zhǔn)確性,同時(shí)證明了AN

4、SYS所求的前三階仿真分析振型圖與Matlab得到的前三階數(shù)值仿真振型圖的一致性。
　　分析細(xì)長軸的固有頻率振型圖,可知細(xì)長軸在四分一、二分之一、四分之三處的彎曲變形最大,運(yùn)用ANSYS有限元仿真分析軟件,求解細(xì)長軸普通車削加工、雙刀車削加工在相對(duì)應(yīng)處的彎曲變形圖和前三階振型圖,對(duì)比分析細(xì)長軸普通車削加工、雙刀車削加工的彎曲變形圖,得出它們的彎曲變形關(guān)系。
　　通過介紹諧響應(yīng)分析的相關(guān)理論以及具體分析步驟,使用ANSYS仿真