【摘 要】
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深孔加工在制造业是一种很重要的孔加工方式。在深孔加工系统中钻杆是个悬臂细长杆,一端与机床主轴固连,一端与深孔钻头连接进行切削,钻削过程中容易发生径向、轴向和扭纵耦
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深孔加工在制造业是一种很重要的孔加工方式。在深孔加工系统中钻杆是个悬臂细长杆,一端与机床主轴固连,一端与深孔钻头连接进行切削,钻削过程中容易发生径向、轴向和扭纵耦合振动,导致所加工孔的尺寸和形状产生误差。随着科技的发展,对产品生产效率和加工质量要求的不断提高,控制深孔加工过程振动的研究受到普遍关注。本文结合BTA深孔加工系统的研制开发,进行深孔加工过程中切削颤振的研究,具有重要的学术价值和实际意义。 本文以BTA深孔加工系统为研究对象,运用切削颤振理论,在分析深孔钻头几何模型和力学特性的基础上,建立了深孔钻削过程的动力学模型,分析了径向、轴向、扭纵耦合颤振对切削厚度的影响,求解了深孔钻削过程中的动态钻削力。基于 Matlab/Simulink仿真软件,建立了BTA深孔加工系统的数值计算模型,通过大量时域仿真分析,获得了深孔钻削系统的稳定性极限,以及钻削宽度与机床转速的关系,给出了在不同转速和进给量时,不同振动模式下刀具振动的时域和频域响应特征;分析了不同挠曲变形情况下,刀具的振动行为和切削厚度的变化特征。 分析结果表明,颤振频率略低于系统的固有频率,不论是径向颤振或者轴向颤振的稳定性极限切削宽度并不是随着转速的增大而增加,它的变化却有一定的周期性而且在某些转速有一个较大的切削宽度,为提高切削稳定性,避免颤振可适当调整转速;刀具的挠曲变形会引起切削过程中切削力的不平衡,发生颤振,可以在钻杆中间增加支撑来增加钻杆的刚度或者在钻杆上附加减振装置来抑制振动发生。
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