基于GMA再生型车削颤振抑制系统实验研究.pdf

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1、第11期组合机床与自动化加工技术N0．1l2014年11月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueNOV．2014文章编号：1001—2265(2014)11—0110—03DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2014．11．029基于GMA再生型车削颤振抑制系统实验研究术陈成(无锡科技职业学院中德机电学院，江苏无锡214028)摘要：切削颤振是金属加工时刀具和工件之间的一种复杂且有害的强烈相对振动。文章从理论上分析了再生型颤振的机理，建立超磁致伸缩致动器(GMA)颤振系统动力学

2、模型，并阐述了超磁致伸缩微致动器颤振系统的稳定性，最终通过对比切削颤振实验和颤振抑制实验的振动信号数据结果，验证了基于GMA的颤振抑制系统抑制切削颤振的可行性。关键词：切削颤振；超磁致伸缩致动器；动力学模型；对比实验；验证中图分类号：TH162：TG506文献标识码：ATheStudyoftheExperimentinRegenerativeTurningFlutterSuppressionSystemBasedontheGMACHENCheng(Sino—GermanElectromechanicalDepartment，WuxiProfessional

3、CollegeofScienceandTechnology，WuxiJiangsu214028，China)Abstract：Machiningflutterisacomplexandharmfulvibrationbetweenthecuttingtoolandtheworkpieceincuttingprocesses．Thispaperanalyzesthemechanismofregenerativefluttertheory，establishthedynam-icsmodeloftheGiantMagnetostrictiveActuator(

4、GMA)fluttersuppressionsystem，anddiscussesthesta—bilityoftheGiantMagnetostrictiveActuatorfluttersuppressionsystem．Atlast，weverifythefeasibilityofthefluttersuppressionsystembasedontheGMAbycomparingthevibrationsignaldataofthecuttingflutterexperimentresultwiththefluttersuppressionexpe

5、rimentresult．Keywords：machiningflutter；GMA；dynamicmodel；Comparativeexperiments；verify于机床周期性改变阻抗理论的缓和控制颤振方法。国0引言内华中科技大学杨叔子研究采用模式向量的颤振识别切削颤振是金属切削过程中刀具与工件之间产生和利用时序的颤振预报；吉林工业大学曲兴田借助特的一种十分强烈的相对振动，是一种非常复杂且十分征参数Pa研究颤振预报；同校的于骏一采用振动波形有害的机械振动。颤振容易引发强烈尖锐噪音，使人不规则系数0及利用加速度响应与动态切削力之间信心情烦躁，车间噪声污

6、染严重，还会破坏刀具，引发机号相关系数预报颤振；西安交通大学董卫平通过振动床明显振动，大大降低机床与刀具使用寿命，过度的颤加速度和动态切削力信号相关系数预报颤振；同校的振甚至会威胁现场人员人身安全。颤振切削后工件表李庚新采用“零间距法”判别颤振的发生，这些研究在面留下清晰振痕，严重影响工件表面精度和产品性能，某种程度上都取得了一定的成效¨J。增加产品的报废率，因此研究如何有效抑制颤振发生，虽然目前颤振控制方法较多，但均有一定局限性，在生产加工中有着比较重要的实际意义。有些甚至只是得出理论结论，大都很难运用于实际，因国内外在抑制颤振方面做了大量研究，如：Vi

7、rgin．此提出一种安全可靠、简单易行的颤振抑制方法十分ia大学Pratt建立一种基于传感器和制动器的有效振有必要。本文拟采用基于超磁致伸缩致动器(GMA)动检测和控制系统分析钻削颤振；Columbia大学Ahin为执行元件的颤振抑制系统来控制切削颤振，阐述其tas．Y开发一种以开放结构传感器焊成的智能控制器稳定性，并通过实验验证颤振抑制的可行性。进行振动控制；Jordan大学Hamdan．M研究了刀具的集合形状因素对颤振的影响；Martinez采用压电式制1切削颤振产生机理动器对精密加工进行振动控制研究；Segalman提出基颤振是一个十分复杂的振动过程

8、，目前国际国内收稿日期：2014—05—11；修回日期：2014—