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陶瓷—金属复合结构内圆磨接杆的设计与性能研究

张晟  
【摘要】:在对深孔进行内圆磨削时,内圆磨接杆(简称磨杆)呈细长结构,这样必然存在刀具系统的刚度不足问题。静刚度不足会使刀具系统变形加大,影响加工精度;动刚度不足会导致刀具的颤振,影响表面加工质量,甚至使加工无法进行,加工中不得不降低切削参数,从而严重影响了加工效率。因此,以提高刚度为目的的陶瓷-金属复合结构磨杆的研制有很大的理论和实际意义。 本文采用有限元方法,使用ANSYS软件,对该磨杆的结构和动静态特性进行了理论与试验研究,具体内容包括: (1)分析了磨杆的结构特点及其对动静态特性的影响,并从满足其动静态特性的角度,对磨杆的结构进行了设计。 (2)对该磨杆进行二维有限元建模,并经ANSYS计算,得出其静刚度。 (3)对该磨杆进行三维有限元建模,经ANSYS计算分析,得出其模态和谐响应特性,研究了陶瓷-金属复合结构磨杆的固有频率和临界转速,通过跟普通磨杆的对比,从理论上验证了其结构设计的合理性。 (4)对加工出的陶瓷-金属复合结构磨杆样品进行动态响应实验,与相同规格的普通磨杆进行对比,分析实验结果,从实际上验证该结构对磨杆刚度提高的有效性。


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