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车削振动的国内外研究现状

时间:2019-10-10 21:44来源:毕业论文
在古代,最初始的车床是通过手拉或者脚踏,将绳索旋转工件,同时手拿刀具来进行车床切削。到了1797年,现代车床诞生。英国机械发明家Mozley以用丝杠传动刀架发明了现代车床。180

在古代,最初始的车床是通过手拉或者脚踏,将绳索旋转工件,同时手拿刀具来进行车床切削。到了1797年,现代车床诞生。英国机械发明家Mozley以用丝杠传动刀架发明了现代车床。1800年,Mozley通过交换齿轮对车床进行改进。通过这个方法,可以改变进给速度和被加工螺纹的螺距。1817年,英国Roberts进一步改进了车床,他通过四级带轮以及背轮机构来改变主轴转速的大小。39797
1845年,为了提高车床的机械自动话程度,美国Fitch设计了转塔车床。
1873年,美国Spencer研制出了单轴自动车床。不久之后,又研发出了三轴自动车床。
20世纪初,装有齿轮变速箱的由单独电机驱动的车床开始面世。
第一次世界大战后,由于各种社会需求,车床迅速发展起来。论文网
40年代末,为了提高小批量工件的生产效率,带液压仿行装置的车床和多刀车床得以发展。到了50年代中,带穿孔卡、插销板和拨码盘等的程序控制车床发展起来。到了60年代初,数控技术应用于车床上,数控机床出现,70年代后飞速发展。
车削振动一直伴随着车削加工过程,它是由于刀具与工件在生产过程时进行相对运动而产生的。车削振动的出现阻碍了工件的正常生产,会产生工件表面质量恶化的现象。如果振动严重,甚至会有崩刃打刀现象的出现,从而阻断工件的生产过程;振动还影响了机床的使用寿命以及刀具的耐久度,需要花费不少资金用来维护车床;同时,伴随着振动会产生大量噪声,造成环境污染,影响工作者的工作积极性,危害这人们的身心健康。
对于振动问题的研究,许多人进行了试验。邵明辉,张强,李顺才[1] 面对需要进行人工调节功率的传统液压挖掘机并且导致主观性大、工作效率低、工作强度高和节能性差等缺点,设计了一种能够很好的适应外界变化的负载,并且进行工作模式自动选择的自动控制系统,该液压挖掘机工作装置的多模式功率自动控制系统具有较高的灵敏度和精度,可以实现减少系统能量损失、提高作业工作效率、降低操作人员的劳动强度,最终可以提高整体性能。李国平,林君焕,韩同鹏,潘晓彬[2]为了减少车刀产生的振动在车削过程中影响工件的加工精度,因此开发出一种车削振动控制系统。利用超磁致材料制作系统中的执行器,能够满足切削振动过程中控制高频响和高精度的要求; 同时专用刀架采用柔性铰链结构设计制造而成,从而解决系统中的执行器回复力不足的问题;在设计完成系统的总体结构后,研究出了专用刀架和超磁致伸缩执行器( GMA)的工作原理,同时分别建立刀架和执行器的传递函数模型。王巍,程绍革[3]以大型三向动力为基础设计出了振动台的地基基础,在设计过程中,他们发现应该考虑到围岩介质对基础的影响,而不能简单地将这个耦合系统离散分成若干个子结构。因此,对无限地基采用相互作用的分析方法从而进行合理模拟,得到了比较精确的分析结果,并运用到实际设计中去。张强,李顺才,黄昌华,蔡存金[4]通过压电式加速度传感器和振动信号分析仪,对数控车床在不同进给速度情况下刀具上下表面的振动响应进行了研究,得出刀具振动加速度信号的自功率谱密度曲线和时域曲线。研究表明:刀具上表面与下表面相比,振动能量远远大于下表面,最大自功率谱密度在刀具上表面的所对应的振动频率约为150 Hz,而下表面振动频率的波动就比较大。为了对在铣削过程中产生的振动进行合理控制,利用机床主轴电机功率、切削振动信号以及主轴转速信号等多控制条件,李康举、刘永贤、冯保忠[5]设计出了一种数控铣床切削振动控制系统。对数控铣床VMC850的切削振动信号进行检测,通过时域及频域的分析从而确定了功率谱密和度均方根等数控机床切削振动控制的切削加工参数的回避值和参量的阈值;结合主轴转速和主轴电机的功率等信息,控制了机床切削参数,对主轴转数和进给速度实现了智能控制。通过对该控制系统的使用,可以提高数控机床的振动控制能力。李沪曾[6]导出了机床结构的多由度等效系统运动微分方程的一般形式,分析通过Runge一Kutta方法对方程组仿弃切削振动进行求解的局限。在另一方面,对机床结构发展采用了迭代法体现切削过程与机床结构的相互作用建立运动积分方程,指出了利用该模型仿弃切削振动的优越性,提出简单迭代方法和应用数值积分对非线性积分方程组进行求解。李兆军,耿葵花,杨旭娟,蔡敢为[7]通过对机械动力学的研究内容、特点及近几年来机械动力学领域最新的研究成果相结合,研制出了既可以实现对本科生机械动力学的进行实验教学,又可以实现研究生科研工作的综合振动实验台和机械动力学的实验教学。林君焕,邹祥,李国平[8]设计了针对车削加工时振动对加工精度影响的一种车削振动主动控制系统, 该系统控制器采用了在人工免疫系统进行改进的一种反馈控制器,选用压电陶瓷材料设计制作的执行器,建立出专用刀架和压电陶瓷执行器的传递函数模型。谢新伟,赵千红,徐国荣 ,刘玉珍,麻祥国[9]介绍了细长轴在主车削力作用下的动特性和常见的振动理论,然后采用了有限元法仿真细长轴振动的模态特性。通过之间的比较分析,在理论上,证实了通过浮动跟刀架可以有效地补偿控制振动来减少径向振型的振幅,从而明显的减小细长轴在加工上的误差。李沪曾,于信汇,呙清强[10]以平面端铣为例,介绍了机床结构多自由度系统的运动微分方程组仿真切削振动的公式和算法通过Runge-Kutta方法求解的过程。张军,唐文彦,强锡富[11]通过分析主轴旋转频率、振动频率、刀具半径、进给速度等加工参数与被加工表面间的关系,发现了主轴旋转频率和振动频率的比值对表面空间幅度和频率起着决定性的作用。在这个基础上,通过对被加工表面进行仿真研究,提出了通过采用主轴转速的调整从而对表面进行优化的方法。张紫华,郭志全、李树森[12]以一个数控弧齿锥齿轮铣齿机为例子,通过对机床结构的振动模态薄弱环节的确认方法进行研究,从而为结构的改进提供依据。通过动态试验,测量刀具和工件之间相对激振的频率响应曲线,并分析出了机床结构存在着两个薄弱模态振型。李民[13]认为刀具在切削工件时需要有下面三个条件同时存在才会发生振动:第一是工艺系统刚性不足导致固有频率低;第二是切削过程中产生出一个足够大的外激力;第三是由于该外激力的频率与工艺系统的固有频率相同,产生共振。游煌煌,郭侠[14]提出提高夹具刚度可以通过黏弹性材料性能来实现,这样也可以达到减少颤振和提高工艺系统刚度的目的,并且同时可以减少零件装夹的次数,既提高了生产率,又节约了辅助时间。所采用的方法简单又实用,有利于推广应用。 车削振动的国内外研究现状:http://www.lwfree.cn/yanjiu/20191010/40478.html
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