带自制跟刀架的振动车削细长轴实验研究.pdf

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1、第6期机械设计与制造2015年6月MachineryDesign&Manufacture119带自制跟刀架的振动车削细长轴实验研究李康，陈风，郭国强，陈明1,3(1．上海交通大学机械与动力工程学院，上海200240；2．上海航天精密机械研究所，上海201600；3湖南科技大学机械学院，湖南湘潭411201)摘要：细长轴的车削面I晦振动和让刀两大核心问题。针对振动问题，研制了拉夹顶尖，将工件受到的压应力变为拉应力，从而克服了压杆稳定极限，并且降低了产生振动的可能性。建立了一端卡盘一端拉夹顶尖装夹形式下的

2、力学模型。针对让刀现象，研制了超声振动车削系统和自制跟刀架。超声振动车削方式通过对刀具附加高频，一定振幅的振动信号，使得车削过程中的切削力，切削热显著降低，并且有优异的抑制振动的效果。自制跟刀架通过微分头的形式实现辅助支撑作用。通过超声振动车削细长轴的实验，证明了自制拉夹顶尖、超声振动车削方式和自制跟刀架的组合在加工细长轴的有效性。关键词：细长轴；拉夹顶尖；超声振动车削；自制跟刀架中图分类号：TH16；TG75文献标识码：A文章编号：1001—3997(2015)06一O119—03Experimen

3、talResearchonUltrasonicVibrationTurningofSlenderBarwithSelf-MadeFollowRestLIKang，CHENFeng，GUOGuo—qiang，CHENMing'。(1．SchoolofMechanicalEngineering，ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai200240，China；2．ShanghaiSpaceflightPrecisionMachineryInstitute，Shanghai20

4、1600，China；3．CollegeofElectromechanicalEngineering，HunanUniversityofScienceandTechnology，Hu’nanXiangtan411201，ChinajAbstract：Twokeyproblemsforetheturningofslenderbar，namelyvibrationandflexuraldeformation．Apullingclamperisdesignedtodecreasevibration，whic

5、hturnsthecompressivestressontheworkpieceintotensilestress，overcomingthelimitofstabilityofcompressedcolumn．Themechanicalmodelofworkpiecemountedbychuck-pullingclamper(reversefeeddirection)isbuilt．Inordertodecreaseflexuraldeformation，ultrasonicvibrationtur

6、ning(UVT)methodisadoptedandafollowrestismade．Ultrasonicvibrationcuttingisarelativelynewprocessingway，byaddingvibrationwithhighfrequencyandsmallamplitudetothetool，thegoalofreducingcuttingforcesandheat，suppressingvibrationisreached．TheseZf-m~efollowrestre

7、alizesthesupportingfunctionbymicrometerhead．Theefectivenessofthecombinationofpullingclamper，UVTmethodandself-madefollowrestinturningofslenderbarisveriftedbyexperiments．KeyWords：SlenderBar；PullingClamper；UltrasonicVibrationTurning；Self-MadeFollowRest于20，

8、较大的长径比使得细长轴在较小的径向力的作用下即产lI百．生大的弯曲变形，进而恶化了细长轴的车削加工性能。除此之外，细长轴的车削一直是车削加工领域的难题，由于细长轴在弱刚性带来的另外一个显著缺陷是振动问题。振动问题导致细长车削过程中面临振动f11、弯曲变形大、刀具磨损严重、尺寸精度差等问题[2-5]，因此寻找快速高效的解决方法成为细长轴车削领域的轴的车削过程不是常规的稳态车削过程，在工件表面上形成低频研究热点。振纹，轻则只是影响加工表面质量，重则导致崩刃，