基于內阻尼的高速銑削刀具—主軸系統(tǒng)動力學建模及穩(wěn)定性分析.pdf

1、高速銑削加工(HSM)是指切削過程中切削的線速度的倍數為普通銑削的五倍至十倍以上的一種高效率、高精度的銑削加工方法。隨著工業(yè)生產、國防、科技發(fā)展速度的日益加快，高速加工工況不斷趨于極限，在高轉速、離心力、陀螺效應和內阻尼等多種激勵強耦合作用下高速銑削刀具-主軸系統(tǒng)的動力學建模和穩(wěn)定性預測將變得十分復雜。目前人們對內阻尼的數學模型及如何對考慮內阻尼的高速銑削刀具-主軸系統(tǒng)進行動力學建模和分析由內阻尼引起的不穩(wěn)定性還沒有充分的研究。本文以考

2、慮內阻尼的高速銑削刀具-主軸系統(tǒng)動力學建模及穩(wěn)定性分析為目標，采用理論分析結合試驗驗證的方法開展了相關研究。
　　以帶彈簧筒夾的高速銑削刀具-主軸系統(tǒng)為研究對象，刀具和刀柄通過彈簧筒夾過盈配合，應用內阻尼理論分析在高主軸轉速下造成過盈配合彈簧筒夾變形產生內阻尼的機理，建立刀具-刀柄系統(tǒng)的等效力學模型，并對刀具-刀柄系統(tǒng)做自由懸掛狀態(tài)的內阻尼模態(tài)實驗，研究了刀具-刀柄間的過盈配合量及刀具-彈簧筒夾間刀具夾持長度等因素對刀具-刀柄間內

3、阻尼的影響規(guī)律。
　　在高速銑削刀具-主軸系統(tǒng)中刀柄與主軸結合面假設為剛性聯(lián)接，通過彈簧筒夾過盈配合的刀具與刀柄結合面假設為彈性聯(lián)接，利用第二類拉格朗日方程、瑞利耗散方程和有限元分析方法，建立考慮內外阻尼、陀螺效應、主軸轉速等因素的高速銑削刀具-主軸系統(tǒng)動力學模型，得到了系統(tǒng)分別在固定坐標系和旋轉坐標系中的動力學方程并對方程中的阻尼項和剛度項進行了分析。
　　對建立的高速銑削刀具-主軸系統(tǒng)動力學方程進行處理，分析了系統(tǒng)在無內