论文部分内容阅读
关于颤振的研究已有很长历史,几乎在所有的车削加工中都会伴随着颤振的产生。时至今日,颤振仍然是获得理想加工产品的主要障碍。颤振是由于刀具和工件的相对振动导致的。颤振的产生会导致工件表面质量下降和刀具磨损,进而降低刀具的可靠性和安全性。严重时甚至会发生刀具崩刃,造成事故。在以往研究的基础之上,本文考虑了过程阻尼工件的弹性变形、犁耕力、刀具的切边角和刀尖半径对颤振稳定性的影响,主要内容如下:(1)本文考虑了过程阻尼对车削颤振稳定性的影响,车削刀具切削刃的压痕和后刀面与不平整的工件表面接触是过程阻尼产生的主要原因。数值仿真的方法可以将非线性犁耕力考虑到车削颤振模型中,但是要进行准确的数值分析需要很高离散化的非线性犁耕力,而这需要大量的时间。本文是用等价的线性阻尼代替非线性的过程阻尼,并将其考虑到稳定性模型当中。(2)本文考虑了工件弹性变形,讨论了四种梁模型,基本梁模型、欧拉梁模型、铁木辛柯梁模型、材料去除机理模型。考虑了过程阻尼,进行频域稳定性分析,获得稳定性叶瓣图。通过比较可以看出,考虑工件弹性变形比不考虑工件变形的临界稳定切削深度大。而且通常使用的稳定性叶瓣图中稳定极限是介于完全稳定与完全不稳定之间的单一边界,本文提出的稳定性叶瓣图中稳定极限的值不再是单一的边界,而是与刀具振动的幅值有关的区域。同时本文还考虑了犁耕力在切削中的影响。(3)建立斜角车削稳定性模型,综合考虑了刀尖半径、切边角、犁耕力、过程阻尼等因素的影响。结果显示,随着切边角和刀尖半径的增大,切削稳定性越来越好。在斜角车削稳定性模型的基础上考虑了过程阻尼的影响,并通过时域仿真和试验证明了考虑过程阻尼后使斜角车削稳定性模型更加准确,更加符合实际加工。通过理论分析和试验证明过程阻尼对车削颤振稳定性有十分重要的作用。获得贴近实际加工的稳定性切削模型是个不断完善的过程,只有考虑的因素越来越多,才能得到更加符合实际加工的稳定性模型。