薄壁件加工穩(wěn)定域建模及顫振監(jiān)測方法研究.pdf

1、碩士學(xué)位論文薄壁件加工薄壁件加工穩(wěn)定域建模穩(wěn)定域建模及顫振監(jiān)測顫振監(jiān)測方法方法研究研究ThinwalledWkpieceMachiningStabilityDomainModelingChatterMonitingMethodResearch作者姓名：周帥學(xué)科、專業(yè)：精密儀器及機(jī)械學(xué)號：21404181指導(dǎo)教師：李宏坤教授完成日期：2017.05.04大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)

2、位論文I摘要薄壁件在航空、航天、石油、化工以及醫(yī)藥等領(lǐng)域使用廣泛。薄壁件是公認(rèn)的難加工零件，工件形狀復(fù)雜，存在著材料去除率高、剛性低、工藝性差等問題。在切削力、切削顫振等因素影響下，加工過程中工件易發(fā)生變形、振動或失穩(wěn)等現(xiàn)象。采用保守的加工工藝，極大的降低了生產(chǎn)效率。隨著先進(jìn)科學(xué)理論的發(fā)展和制造技術(shù)的進(jìn)步，對薄壁件高速切削加工的穩(wěn)定性、效率、可靠性提出了更高的要求。針對薄壁件加工顫振問題，本文展開對銑削加工顫振的產(chǎn)生機(jī)理、薄壁件加工中動

3、態(tài)特性變化、加工參數(shù)優(yōu)化及顫振監(jiān)測等內(nèi)容的研究。研究主要內(nèi)容如下：（1）從激勵(lì)控制方式、振動響應(yīng)類型及系統(tǒng)對立性質(zhì)三個(gè)角度對銑削加工中振動類型進(jìn)行分類，對加工影響較大的顫振的三種產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行說明。分析了顫振的影響因素，并簡述國內(nèi)外學(xué)者對顫振現(xiàn)象抑制和監(jiān)測的相關(guān)研究現(xiàn)狀。（2）對銑削系統(tǒng)做動力學(xué)分析，解釋顫振穩(wěn)定性葉瓣圖的計(jì)算原理。改變程序中參數(shù)進(jìn)行仿真運(yùn)算，研究參數(shù)變化對葉瓣圖趨勢的影響，并做出相應(yīng)的分析。然后，通過立銑刀受力模型和銑削

4、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算出所選刀具與材料的銑削系數(shù)。研究薄壁件動態(tài)特性變化，薄壁件分6層加工，每層加工完成經(jīng)測試得模態(tài)參數(shù)。計(jì)算出切削加工三維穩(wěn)定域葉瓣圖，考慮加工位置變化的影響。（3）研究加工中存在的顫振現(xiàn)象，選擇聲壓信號反饋顫振特征。采集加工中心聲壓數(shù)據(jù)，同時(shí)觀察時(shí)域和頻域特征。顫振發(fā)生時(shí)域有效值急劇增大，頻域激勵(lì)頻率從軸頻轉(zhuǎn)移到刀具主軸子系統(tǒng)一階固頻，能量集中頻段從低頻段轉(zhuǎn)移到高頻段。構(gòu)造反映頻域能量的特征值，選擇有效值、關(guān)心頻段占能比和特