基于磁流变效应的深孔切削颤振抑制技术研究

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本论文依托国家国际科技合作专项项目“精密高效深孔加工关键技术合作研究”。深孔加工机床在进行金属切削过程中会出现颤振,而颤振会导致加工精度降低、加工效率受到影响、刀具与机床寿命缩短和有害噪声的产生。因此对颤振和其抑制技术的研究至关重要。首先对发生在机床金属切削过程的振动类型与减振方法进行了分析,其次对再生型颤振和振型耦合型颤振机理进行分析,再对两种颤振类型的稳定性进行了研究,包括动力学模型的构建,瞬时动态钻削力的计算与提高稳定性的方法。通过对磁流变液工作模式的分析和力学模型的研究,设计出基于挤压模式的自适应磁流变液减振器,对其磁生电-电生磁部分进行公式推导并通过初步选型来验证其可行性,并采用全新的减振器安装方式布置在深孔加工机床上。通过分析后建立了动力学模型并求得了动力学方程,通过Matlab的Simulink平台对动力学模型进行搭建与仿真,对比不同转速下的安装减振器的系统与未安装减振器的系统的振动图形,结果表明:磁流变液减振器可以大幅度并迅速的衰减振幅,还缩短了振动周期,因此自适应磁流变液减振器对机床切削颤振具有很好的抑制作用。
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