高速列車用6N01薄壁結(jié)構(gòu)鋁合金板材銑削加工噪聲研究.pdf

1、薄壁結(jié)構(gòu)鋁合金板材具有突出的結(jié)構(gòu)特征、重量輕、強(qiáng)度高、力學(xué)性能穩(wěn)定和隔音效果好等優(yōu)勢(shì)，在動(dòng)車車廂上使用廣泛。薄壁結(jié)構(gòu)鋁合金板材屬于薄壁連接性結(jié)構(gòu)材料，本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜、剛度差，加工過(guò)程中造成刀具不連續(xù)切削、局部支撐面減小，從而產(chǎn)生劇烈的振動(dòng)進(jìn)而引發(fā)刺耳的噪聲，嚴(yán)重影響了操作者的身心健康。
　　本文以高速列車用的大型6N01薄壁結(jié)構(gòu)鋁合金板材為研究對(duì)象，建立了薄壁結(jié)構(gòu)鋁合金板材銑削模型并進(jìn)行銑削力實(shí)驗(yàn)，獲得了由于薄壁結(jié)構(gòu)鋁合金板材加工剛

2、度差，在銑削過(guò)程中受到銑削力的作用極易發(fā)生彈性偏轉(zhuǎn)，從而引起劇烈振動(dòng)，引發(fā)噪聲的產(chǎn)生，這是薄壁結(jié)構(gòu)鋁合金板材產(chǎn)生噪聲最主要的因素。建立了薄壁結(jié)構(gòu)鋁合金板材局部振動(dòng)微分方程，獲取了影響銑削振動(dòng)產(chǎn)生的主要因素為刀具參數(shù)（刀柄直徑、螺旋角）、銑削參數(shù)（主軸轉(zhuǎn)速、徑向切寬、進(jìn)給量）以及薄壁結(jié)構(gòu)鋁合金板材自身結(jié)構(gòu)參數(shù)。
　　基于NI數(shù)據(jù)采集平臺(tái)和LabVIEW軟件，設(shè)計(jì)了薄壁結(jié)構(gòu)鋁合金板材高速銑削振動(dòng)噪聲信號(hào)采集實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，利用LabVIEW

3、軟件中的DAQ功能，設(shè)計(jì)規(guī)劃完成了振動(dòng)和噪聲信號(hào)的采集、存儲(chǔ)的系統(tǒng)框圖程序設(shè)計(jì)。通過(guò)設(shè)計(jì)并進(jìn)行了銑刀轉(zhuǎn)速高于5500r/min的銑削實(shí)驗(yàn)，并進(jìn)行相關(guān)分析，研究銑削參數(shù)（主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量、徑向切寬）對(duì)6N01薄壁結(jié)構(gòu)鋁合金板材銑削加工產(chǎn)生的振動(dòng)、噪聲影響規(guī)律。
　　將實(shí)驗(yàn)獲取的信號(hào)進(jìn)行時(shí)域特征值提取，研究了銑削參數(shù)對(duì)銑削噪聲的影響規(guī)律:隨著主軸轉(zhuǎn)速和徑向切寬的增加，聲壓級(jí)呈現(xiàn)先增大后減小趨勢(shì);隨著進(jìn)給量的增加，噪聲聲壓級(jí)呈現(xiàn)減小趨勢(shì)

4、。利用LabVIEW與MATLAB混合編程的方式進(jìn)行頻域分析以及小波包能量特征值提取，研究結(jié)果表明:銑削噪聲的主要頻率為刀齒銑削頻率及其倍頻，其中二倍倍頻占比大，其中高頻部分占能量比大，同時(shí)，本文根據(jù)噪聲產(chǎn)生機(jī)理制定了在薄壁結(jié)構(gòu)鋁合金板材銑削區(qū)域填涂阻尼橡膠的抑制策略，最后將應(yīng)用抑制策略的工件進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，利用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)獲取振動(dòng)、噪聲信號(hào)并對(duì)相關(guān)特征值進(jìn)行提取，與之前相應(yīng)對(duì)照實(shí)驗(yàn)組的聲壓級(jí)、頻域以及小波包能量占比的比較中發(fā)現(xiàn)，降噪降頻