BTA深孔加工镗杆的横向随机振动

采用随机方法分析了蕴含轴向流动流体的BTA(boring and trepanning association)深孔镗杆在随机力下的横向随机动力行为。建模时考察了流固耦合镗杆承受的弯曲、拉伸和扭转变形;经Galerkin Method离散化处理,分析了BTA镗杆在有、无随机激励两种情况的特征值和特征频率对振动特性的影响;利用响应方差最大值和谱密度解析了BTA镗杆横向振动的临界转速与临界失稳频率;明确了镗杆随转速、刚度、初始轴向总力和剪切模量等参数变化对系统振动特性的影响机制:镗杆转速变化对系统稳定性不再具有单调性,随BTA镗杆转速持续增加,系统可历经两次转速的临界失稳,相继出现二次失稳和二次稳定;增加系统等效刚度和等效剪切模量会促进工作过程的稳定,改变轴向力对工作过程稳定的影响不明显;并以随机振动物理试验信号的功率谱分析,验证了理论仿真结果与试验结果的一致性。该研究在一定程度上揭示了BTA深孔工艺系统运动状态的复杂性,这种研究模式为进一步分析在复杂状态下的运动演化提供了更多的可能。研究结论为更好地理解BTA深孔镗杆工作时的随机动力行为提供了依据,也为BTA深孔工艺过程的振动控制和参数优化奠定了理论基础。

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。

深孔精加工中的自适应减振镗杆系统设计

针对深孔镗削精加工中高长径比镗杆存在较低的颤振稳定极限,导致容易发生颤振的问题,设计了一种自适应减振镗杆系统。通过调节O形环弹簧的轴向压缩,调谐附加质量阻尼减振器的固有频率,以最大化其动态刚度和适应大范围的长径比;利用电磁激振器和非接触式电容位移传感器自动测量镗杆的频响函数,并通过压缩O形环自适应调谐附加减振器的固有频率;最后,将镗杆频响函数的负实部最小化,以最大限度地提高无颤振切削深度。研究结果表明:安装减振器后镗杆频响函数的实部从-15.17μm/N缩小到-0.24μm/N,相当于动态刚度增大了63.2倍,且表面粗糙度得到明显改善。该系统能够覆盖相当宽的镗杆长径比范围,可适应各种实际安装需求。

艉轴管中间支撑对镗杆挠度的影响研究

在大型船舶艉轴管的镗削过程中,镗杆的跨度较大,此时挠度对镗孔质量的影响已经不可忽略。为了减小镗杆挠度变化对加工质量的影响,采用添加中间支撑的方式对镗杆挠度进行补偿。文中从理论分析、有限元仿真及实际测量等方面对添加中间支撑前后镗杆挠度的对比情况进行了分析,验证了通过添加中间支撑可以大幅度减小镗杆挠度对镗孔质量的影响。

两种材料组合结构的削扁镗杆设计与仿真

机床的镗刀杆因其受力结构为悬臂梁,极易产生振动,为了研究镗杆的减振问题,根据自激振动耦合型颤振原理以及受迫振动动力消振原理,将普通结构镗杆改进设计为内置减振芯的由两种材料组成的镗杆结构,同时根据将镗杆的小刚度主轴进行合理布置可以减振的原理,对该组合材料结构的镗杆进行了削扁,以期达到最优的减振效果。借助有限元分析软件建立了圆形结构、削扁结构、削扁组合材料结构三种不同类型的镗杆模型,在相同的工况下,对三种镗杆分别做静力学分析和动力学分析,对比仿真实验结果证明了组合材料结构的削扁镗杆具有更佳的减振效果。

海科特数控镗杆的应用

金属加工在很多方面要求很苛刻,对工件内部部位的加工更是一项特殊挑战。想要精密、经济地完成这些加工,使用带数控镗杆的卧式加工中心是一个不错的选择,例如海科特紧凑型或大型机床系列。如何以经济和技术上最优的方式加工建筑和农用车辆中的大型变速箱壳体、风力涡轮机中的行星齿轮架或者化工业用的大型流体?

层复合阻尼镗杆的动力学分析

从弹性力学基本理论出发，建立了层复合阻尼镗杆的数学模型，得出了纯扭转动载荷情况下的解析解，实例计算结果与有限元计算结果和实际测试数据基本一致。

镗杆颤振控制技术发展综述

介绍了镗杆颤振控制方法在国内外的发展现状,分析了镗杆各种抑振手段的技术特点和近年的研究进展,并展望了镗杆在颤振抑制方法上的发展方向.

磁流变智能镗杆的切削颤振抑制机理研究

针对深孔镗削过程中的颤振问题,提出了一种基于磁流变液的智能镗杆构件,并根据深孔镗削颤振的特点建立了磁流变智能镗杆切削系统的动力学模型.结合该模型对镗削系统的稳定性进行了分析,发现当通过调节磁场强度使系统刚度或阻尼增大时,切削系统的稳定性将明显提高,同时对系统固有频率与稳定性的关系也进行了分析,发现随着系统固有频率的减小或增大,系统稳定性极限叶瓣曲线将向左或向右平移,其条件稳定区域也将随之发生改变.当系统不稳定时,只要适当改变系统固有频率,就可以使切削系统处于稳定区域内.为了验证抑振机理,对磁流变智能镗杆系统进行了切削颤振控制实验研究,结果表明,通过控制切削系统的固有频率在一定的范围内封闭型变化,可以有效地抑制镗削过程中颤振的发生.

内置式减振镗杆动力学模型的参数优化

为了使内置式减振镗杆有比较好的减振效果,在设计时应该对其设计参数进行优化。建立其简化动力学模型进行频域分析无疑是一种简单的方法,但是传统的S.A.托贝斯著作中所用的方法只适用于激振频率不变的情况。为了克服这个难题,可以首先采用全局寻优数值搜索法来求出激振频率在很宽范围变化时,都使得减振镗杆取得相对振幅值的极小值的设计参数值;然后利用幅频响应曲线面积最小法来修正参数值从而得到一组最优参数值。分别绘出用最优参数值优化了的减振镗杆和同尺寸的实心镗杆的BODE图,从图中可以看到优化了的镗杆在幅值上远小于后者且稳定性也比较好,说明了这是一种比较有效的方法。

变质量动力吸振器减振镗杆减振性能研究

在镗削加工过程中镗杆处于悬臂状态导致整体刚度较低,易产生振动,影响加工精度及表面质量,严重时甚至导致零件报废,如何减小振动是镗削加工亟待解决的问题。提出了一种安装变质量吸振器的新型减振镗杆。建立了减振镗杆的动力学模型,分析了激振频率与吸振块质量对减振镗杆减振性能的影响规律。提出通过调吸振器吸振块质量对减振镗杆的减振性能进行调节,从而使减振镗杆的减振性能达到最佳的减振镗杆减振性能调节方法。最后通过分析在不同吸振块质量下主系统的位移变化情况对所提出的减振镗杆的减振性能进行了验证。研究结果对所提出的新型减振镗杆的设计、加工参数的选择及减振镗杆减振性能的调节具有指导意义,为减振镗杆的设计提供了新的设计思路。

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。

内置式双减振镗杆动力学模型参数优化

为了进一步提高镗杆的减振特性,作者提出结构上采用内置式并联型双减振镗杆。建立并联型双减振镗杆的简化动力学模型,得到镗杆主系统的相对振幅和外界激励频率的函数表达式,要得到最小的相对振幅,就需要对此函数进行最小值求解,从而得到优化参数。对于3自由度系统的双减振镗杆情况,适用于2自由度的单减振镗杆的全局数值寻优搜索法已经不能满足优化要求。为了解决这个问题,考虑各因素后,采用分支定界(branchand bound)算法,计算出了相对振幅的理论极小值和优化参数。对于宽频的减振效果,还需要利用幅频响应曲线面积最小法来校验优化参数。分别绘出用优化参数设计的双减振镗杆和同尺寸的单减振镗杆的幅频响应曲线图,可以看到优化的镗杆在幅值上远小于后者,说明这是一种比较有效的方法。

减振镗杆振动控制研究综述

综述镗削过程中减振镗杆振动控制的研究概况和进展.根据切削振动发生的原因和特点,针对减振镗杆减振方式和方法的不同,从减振镗杆的理论模型、减振结构及减振材料角度总结归纳了前人的研究成果,总结当前的研究进展.减振镗杆减振技术在理论方面依然存在制约因素,一些新的技术和新的材料的出现促进了减振理论和思想的发展,在传统控制方法不断改进的同时,基于智能材料的各种新型减振技术也出现了,对他们的研究状况进行分析和展望.

动力减振镗杆的减振性能研究

论述动力减振镗杆的工作原理,通过简化动力学模型建立微分方程。在理论基础上通过实验分析动力减振镗杆的减振效果和动态性能,并测定其最佳状态下的性能参数。试验结果确定了动力减振器的减振特点,为实际生产加工给出参考。

基于ADAMS的动力减振镗杆径向跳动频域分析及参数优化

采用内置式动力减振的结构来增加镗杆的动刚度,并根据内置式动力减振镗杆的结构及振动特点,利用ADAMS和ANSYS软件联合建立了减振系统的多柔体动力学模型。在此基础上,分析了模型中的弹簧刚度系数和粘性阻尼系数对刀刃径向跳动量的影响。虚拟仿真结果验证了初始设计的可行性,确立了在物理样机设计中需要考虑的要点。同时以减小刀刃径向跳动量在整个频域内响应的最大值为目标对动力减振镗杆虚拟样机进行仿真优化分析,得出了减振系统的最优参数。仿真试验表明:系统的频域响应得到了改善。为进一步的减振系统结构优化设计提供了设计依据。

基于ADAMS的动力减振镗杆仿真分析

建立了基于ADAMS的内置式动力减振镗杆动力学仿真模型,以减小刀刃径向跳动在整个频域内响应的最大值为目标对样机模型进行了优化分析,得出了减振系统的最优参数。仿真试验表明优化后系统的频域响应得到了改善。在此基础上分析了模型中的弹簧刚度系数、粘性阻尼系数、调谐块质量、减振腔尺寸以及调谐块质心位置对系统减振效果的影响,为减振系统进一步的优化设计提供了设计依据。

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。采用在镗杆端部激振的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。

基于虚拟样机的动力减振镗杆设计研究

针对深孔瓶腔零件加工难题,采用动力减振方式设计一套大长径比的镗杆。在理论模型的分析基础上,初步设计镗杆结构。对于不能作为设计变量的参数,则设计几组相关参数,利用虚拟样机技术分别建立仿真模型,通过仿真对减振效果进行比较。从而确定性能最优的模型;对于可作为设计变量的参数,则利用ADAMS的优化计算,确定系统的最佳参数。然后根据最佳的参数设计镗杆。最后,对减振镗杆进行切削实验,验证减振效果。通过切削实验对比,减振镗杆镗孔的质量要明显好于普通镗杆,并在实际生产中解决了一个深孔瓶腔零件的加工问题。

基于ANSYS的内置式双减振镗杆参数优化

内置式双减振镗杆通过动力学模型分析得出设计参数后,在Pro/engineer中建立镗杆的实体模型,导入Ansys Workbench中进行参数优化。由于双减振镗杆的两个减振块之间的距离及前后两减振橡胶的弹性模量这三个参数,在镗杆动力学模型分析中不能得出最优值,因此在Ansys中把这三个变量设为参数进行优化。得到这三个参数的最优值后,对减振镗杆进行谐响应分析,得出优化后的镗杆径向振幅和切向振幅均比优化前减小,证明优化后的镗杆具有更好的减振性能,为双减振镗杆制造提供了依据。