深孔加工中再生型颤振的分析和仿真.pdf

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1、第8期组合机床与自动化加工技术No．82015年8月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueAug．2015文章编号i1001—2265(2015)08—0090—03DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2015．08．023深孔加工中再生型颤振的分析和仿真木邱泉水，苗鸿宾，沈兴全(中北大学a．机械与动力工程学院；b．山西省深孔加工工程技术研究中心，太原030051)摘要：文章对深孔切削加工中出现的再生型颤振进行了分析，通过建立

2、其动力学模型，得到了其不发生颤振的极限切削宽度。通过MATLAB／Simulink来对颤振系统在不同的切削宽度下的振动情况进行仿真。仿真结果表明，当切削宽度小于极限切削宽度时，系统处于稳定切削状态。当切削宽度大于极限切削宽度时，系统处于颤振切削状态。当切削宽度等于极限切削宽度时，系统处于稳定与颤振的临界切削状态。仿真结果与理论分析基本吻合，对于今后颤振的预测和抑制研究具有一定的参考意义。关键词：深孔加工；再生型颤振；MATLAB／Simulink；仿真中图分类号：THI13．1；TG65文献标识码：ATh

3、eAnalysisandSimulationofRegenerativeChatterinDeepHoleMachiningQIUQuan—shui，MIAOHong—bin一，SHENXing-quan(a．SchoolofMechanicalandPowerEngineering；b．ShanxiProvinceDeepHoleMachiningCenter，NorthUni—versityofChina．Taiyuan030051．China)Abstract：Tl1isarticlehascarr

4、iedontheanalysistotheregenerativechatteroccursindeepholemachining，andgetthelimitedcuttingwidthofthenonoccurrenceofflutterthroughtheestablishmentofthedynamicmode1．ThisarticlehassimulatedthechattervibrationsystemunderdifferentcuttingwidthbyMATLAB／Simulink．T

5、hesimulationresultsshowthatwhenthecuttingwidthislessthanthelimitofcutingwidth，cut—ringsystemisinsteadystate．Ⅵenthecuttingwidthisgreaterthanthelimitofcuttingwidth．thesystemisinthestateofchatter．WhenthecuttingwidthisequaltothelimitofCUttingwidth，thesystemis

6、inthestatebetweenstabilityandflutter．Thesimulationresultsaccordwiththeoreticalanalysis．andithascertainrefer‘encesignificanceforthechattermonitorandsuppressioninthefuture．Keywords：deepholemachining；regenerativechatter；MATLAB／Simulink；simulation0引言1再生型颤振的产生

7、机理深孔加工是在封闭的条件下进行的高难加工工再生型颤振是一种由于振动位移延时反馈所导致序，其中深孑L加工颤振问题就是一个难题。深孑L加工的动态失稳现象。在切削过程中，当工件转过一周后，中，刀具振动的振幅在一定范围内时，切削的厚度不均刀具会在上次切削中造成的振纹表面上重复切削，由匀，有利于切屑从厚度较小的部位实现断屑，这对于深于前、后两次的切削振纹存在相位差，因此切削厚度将孔加工是有利的。如果振幅过大将会影响刀具的正常会发生波动，进而造成切削力发生波动，如果波动过大切削，加剧刀具的磨损，严重时会破坏刀具与机

8、床⋯。就会导致再生型颤振。因此，对于颤振的研究成为深孔加工中不可忽视的重2再生型颤振的动力学模型分析要部分。颤振通常是在金属切削过程中刀具与工件之间发生的剧烈自激振动，其中再生型颤振被认为是最根据以往的实验结果分析，在深孔钻削加工中，颤主要的自激振动机理。因此，要预测和消除颤振就必振振幅的方向和刀具纵轴方向一致。如图1所示为单须研究其产生的机理与特性。本文基于MATLAB／自由度切削加工的动力学模型，此时为正交切削方式，Sim