车床切削颤振机理及试验研究

摘要

机床是装备制造业的母机，对国家的工业具有重要意义。颤振作为机床振动的一种形式，严重制约着机床行业向高效率和高精度的发展。机床发生颤振时，会造成表面质量下降，噪声污染，甚至造成刀具等部件受损等严重后果。因此研究颤振机理对于控制其危害，提高机床的性能具有重要意义。
　　本文在总结了国内外有关切削颤振机理研究基础之上，以CA6136型车床为研究对象，设计了切削颤振试验，整机模态试验和刀尖敲击试验，以所得实验数据为基础，对试验车床进行了切削稳定性分析。
　　首先，在不同转速下，通过改变切削深度，使车床从平稳切削到颤振切削，采集刀尖，主轴，尾座在各种工况下的信号，对比分析所得到的数据，确定了颤振频率范围。
　　然后，以确定颤振主体为目的，先进行了整机模态试验，以单点激励多点响应的方法，获得整机x向和y向的各阶模态参数，然后在刀尖敲击试验中，获得了刀具的频响函数。通过对所得结果的分析，确定了颤振主体为刀具。
　　最后，利用所得实验与分析结果，获得了该车床的稳定性叶瓣图，结合试验数据，对稳定性叶瓣图进行了详细的分析，确定改车床在特定切削条件下的最佳主轴转速和对应的最佳切削深度。

目录

论文说明

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题背景和课题研究的目的和意义

1．2 模态试验的发展及其在机床系统中应用现状

1．2．1 模态试验的发展

1．2．2 模态试验在机床系统中的应用

1．3 机床颤振的研究现状及发展

1．3．1 机床颤振的机理研究

1．3．2 机床颤振的发展趋势

1．4 本课题的研究内容

第2章 车床切削颤振机理

2．1 车削过程

2．2 车削过程中的再生颤振

2．3 有向传递函数

2．4 稳定性叶瓣图

2．5 本章小结

第3章 车床切削颤振试验

3．1 切削颤振频率的确定

3．1．1 试验材料及设备

3．1．2 试验过程

3．1．3 试验数据

3．2 颤振主体的确定

3．2．1 整机模态试验

3．2．2 刀尖敲击试验

3．3 数据分析

3．4 本章小结

第4章 切削稳定性分析

4．1 稳定性叶瓣图

4．2 稳定性叶瓣图的实际应用

4．3 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 本文的工作总结

5．2 未来工作的展望

参考文献

致谢