減振鏜桿的動(dòng)力學(xué)仿真及其參數(shù)優(yōu)化.pdf

1、隨著機(jī)械制造工業(yè)的不斷向前發(fā)展，制造行業(yè)所涉及的領(lǐng)域越來越廣。與此同時(shí)，由于市場競爭的不斷加劇，對(duì)機(jī)械加工質(zhì)量和加工效率的要求不斷提高。在各種各樣加工內(nèi)容中，孔加工特別是深而且口徑小的孔的加工是一種經(jīng)常碰見的加工內(nèi)容。對(duì)于采用鏜削加工方法進(jìn)行的深孔加工，由于其加工的環(huán)境比較特殊，通常情況下要求鏜孔用的鏜桿細(xì)而且長，一旦鏜桿的長徑比超過4倍后，鏜桿的剛度會(huì)快速的降低。鏜桿剛度的降低，使得鏜桿在進(jìn)行鏜孔加工時(shí)產(chǎn)生較大的振動(dòng)，從而使孔的加工質(zhì)

2、量無法滿足加工要求，甚至使加工無法進(jìn)行。因此，采取怎樣的措施來減小大長徑比鏜桿在鏜削過程中的振動(dòng)已經(jīng)是急需想法解決的一個(gè)問題。
　　 關(guān)于鏜削過程的研究，傳統(tǒng)方法是建立鏜桿減振系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型.列出響應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程，通過數(shù)學(xué)的手段來進(jìn)行鏜桿的振動(dòng)性能分析，但這種分析方法運(yùn)算復(fù)雜，效率較低。本課題采用能解決復(fù)雜工程問題的有限元法來對(duì)問題進(jìn)行分析，同時(shí)借助目前應(yīng)用得比較廣泛的通用有限元軟件Ansys來進(jìn)行相關(guān)的分析計(jì)算。通過使用有限元

3、分析軟件Ansys可以對(duì)機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真并進(jìn)行準(zhǔn)確求解，預(yù)測(cè)出鏜桿的動(dòng)力學(xué)性能，實(shí)現(xiàn)對(duì)影響鏜桿振動(dòng)的情況的相關(guān)因素的分析，通過對(duì)相關(guān)的影響因素進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，達(dá)到最佳的減振效果，這樣不僅可以提高產(chǎn)品的性能、縮短研發(fā)的時(shí)間，同時(shí)也能減少產(chǎn)品的開發(fā)費(fèi)用，減少材料的浪費(fèi)。
　　 在本課題的研究中，廣泛查閱了國外的先進(jìn)的減振鏜桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，認(rèn)真分析其減振理論，通過對(duì)比分析，最終選擇借鑒瑞典Sandvik公司所設(shè)計(jì)的內(nèi)置式動(dòng)力減振

4、鏜桿的結(jié)構(gòu)來作為所設(shè)計(jì)的減振鏜桿的主要參考結(jié)構(gòu)，再結(jié)合國內(nèi)生產(chǎn)制造的實(shí)情進(jìn)行局部改進(jìn)，完成了減振鏜桿的設(shè)計(jì)。在進(jìn)行減振鏜桿的減振系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析時(shí)，首先使用理論的方法，應(yīng)用數(shù)學(xué)手段初步得出可行的減振系統(tǒng)中各參數(shù)的初始值，然后在有限元分析軟件Ansys中建立所設(shè)計(jì)的減振鏜桿的有限元模型，使用Ansys對(duì)減振鏜桿進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真，得出鏜桿的相關(guān)動(dòng)態(tài)特性參數(shù)。在此基礎(chǔ)上以刀尖徑向振動(dòng)幅值最小為目標(biāo)，利用有限元軟件Ansys的優(yōu)化分析功能對(duì)所選擇的