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《东北大学》 2015年
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车削颤振稳定性预测软件研究

刘亚超  
【摘要】:颤振是限制机床加工效率的主要因素,降低工件表面加工质量,产生噪声,加速刀具磨损,降低刀具使用寿命。对车床进行颤振稳定性预测,可以在保证加工质量的前提下显著提高切削效率,充分发挥车床的加工能力。因此,对车床进行颤振预测具有重要现实意义。本文主要研究内容包括:(1)介绍了机床颤振预测的背景和意义,总结了近年来机床颤振预测的研究现状、热点难点问题及颤振预测领域的主要研究方向和发展趋势。机床颤振预测的研究主要包括颤振机理与模型的研究和颤振的预防与控制的研究。完善的颤振动力学模型和过程阻尼是近来颤振预测领域的热点与难点问题。提高颤振预测的准确性、颤振控制的及时性、有效性等问题将会成为未来颤振研究的重中之重。(2)对车削加工过程进行分析,研究了车削加工系统再生颤振产生的机理,建立了单自由度端面车削加工动力学模型,由加工系统的动力学微分方程,求出加工系统刀尖点频响函数,采用准单自由度法计算车削稳定性叶瓣图的转速Ω和极限切宽blim。分析研究过程阻尼的产生机理,进行阻尼力的计算并绘制包含过程阻尼作用的稳定性叶瓣图。为软件的开发提供理论基础。(3)对车削颤振稳定性预测软件进行功能需求分析和性能需求分析,明确软件设计思路和总体结构,采用C#语言进行软件开发。(4)根据再生颤振稳定性分析理论,依托Microsoft Visual Studio 2010开发平台,采用C#语言进行车削颤振稳定性预测软件的开发,实现快速准确的车削颤振稳定性预测、分析,绘制颤振稳定性叶瓣图。(5)在Microsoft Visual Studio 2010平台上,开发了具有计算车削颤振稳定性叶瓣图功能的C#类。该类独立开发,易于后期维护和功能扩展。(6)从车削颤振稳定性预测软件的安装及适用环境、硬件的组成及连接方式、采集模块的应用和分析模块的应用四个方面介绍了车削颤振稳定性预测软件的使用方法。(7)通过对CJ0625卧式车床和ETC数控车床进行刀尖点频响函数测试,分别得到各自的频响函数及加工系统的稳定性叶瓣图;同时,以45#钢坯进行切削实验,将预测结果与实验结果对比、分析,其预测结果与实验一致。
【学位授予单位】:东北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TG51

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