減振鏜桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與開發(fā)文獻(xiàn)綜述

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1、 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)文獻(xiàn)綜述 設(shè)計(jì) (論文)題目 減振鏜桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與開發(fā) 作者所在系別 機(jī)械工程系 作者所在專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 作者所在班級(jí) xxxx 作 者 姓 名 xxx 作 者 學(xué) 號(hào) xxxxx 指導(dǎo)教師姓名 xxxx 指導(dǎo)教師職稱 講師 完 成 時(shí) 間 2012 年 2 月 北華航天工業(yè)學(xué)院教務(wù)處制  說(shuō) 明 1．根據(jù)學(xué)?！懂厴I(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作暫行規(guī)定》，學(xué)生必須撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)文獻(xiàn)綜述。文獻(xiàn)綜述作為畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審

2、查的依據(jù)材料之一。 2．文獻(xiàn)綜述應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作前期內(nèi)完成，由指導(dǎo)教師簽署意見(jiàn)并經(jīng)所在專業(yè)教研室審查。 3．文獻(xiàn)綜述各項(xiàng)內(nèi)容要實(shí)事求是，文字表達(dá)要明確、嚴(yán)謹(jǐn)，語(yǔ)言通順，外來(lái)語(yǔ)要同時(shí)用原文和中文表達(dá)。第一次出現(xiàn)縮寫詞，須注出全稱。 4．學(xué)生撰寫文獻(xiàn)綜述，閱讀的主要參考文獻(xiàn)應(yīng)在10篇以上（土建類專業(yè)文獻(xiàn)篇數(shù)可酌減），其中外文資料應(yīng)占一定比例。本學(xué)科的基礎(chǔ)和專業(yè)課教材一般不應(yīng)列為參考資料。 5．文獻(xiàn)綜述的撰寫格式按畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)撰寫規(guī)范的要求，字?jǐn)?shù)在2000字左右。文獻(xiàn)綜述應(yīng)與開題報(bào)告同時(shí)提交。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）文

3、獻(xiàn) 綜 述 減振鏜桿的文獻(xiàn)綜述 摘 要：在金屬切削過(guò)程中發(fā)生的再生顫振問(wèn)題是不可忽視。本綜述主要綜述了減振鏜刀桿應(yīng)用背景、意義及特點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀和目前減振鏜刀桿研究中出現(xiàn)的問(wèn)題與發(fā)展趨勢(shì)。 關(guān)鍵詞：減振鏜桿 再生顫振 動(dòng)力減振 性能參數(shù) Synthesis report of the damping of the boring bar Abstract: Regenerative chatter happened during the process of metal cutt

4、ing can be ignored. In this report, mainly introduced the background, significances and characteristics of the damping Boring Bar, current development at home and abroad, and the damping Boring Bar’s issues and trends. Keywords：damping boring bar regenerative chatter dynamical absorber dynamic

5、al absorber 1 減振鏜刀桿的應(yīng)用背景、意義 機(jī)械制造業(yè)在整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的地位，而其中金屬切削加工是基本而又可靠的精密加工手段，切削加工過(guò)程中常常伴隨有振動(dòng)產(chǎn)生，特別是在細(xì)長(zhǎng)孔的切削加工過(guò)程中，更易產(chǎn)生振動(dòng)。切削振動(dòng)是影響切削加工質(zhì)量和刀具耐用度的一個(gè)關(guān)鍵因素。 機(jī)械加工過(guò)程尤其是在深孔鏜削中的切削顫振和刀具剛性不足是金屬切削加工中影響產(chǎn)品表面質(zhì)量、降低刀具壽命的一些重要因素，單純的通過(guò)改變鏜桿結(jié)構(gòu)的靜剛度和動(dòng)剛度具有其局限性，減振鏜桿的提出有效的解決了這個(gè)問(wèn)題 [1]。 2 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀

6、2.1 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀 減振刀桿在機(jī)械行業(yè)的研究中，已經(jīng)有很長(zhǎng)的歷史了。早在1907年Taylor在其著作中闡述顫振產(chǎn)生的機(jī)理時(shí)，認(rèn)為形成不連續(xù)切削的周期與工件、刀架或者機(jī)床的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的任一部分振動(dòng)的固有周期相同，是產(chǎn)生顫振的主要原因之一。自20世紀(jì)40年代以來(lái)，切削顫振一直是機(jī)械制造行業(yè)與加工領(lǐng)域的主要研究課題，同時(shí)發(fā)展出機(jī)床動(dòng)力學(xué)、切削動(dòng)力學(xué)的學(xué)科分支。 隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展和其深入應(yīng)用，各學(xué)科各部門之間日益滲透和交叉，為切削顫振的研究提供了更為廣闊的理論基礎(chǔ)和技術(shù)手段，使得切削顫振的研究無(wú)論是在理論上還是在實(shí)際應(yīng)用方面都有著深刻的變化和長(zhǎng)足的發(fā)展。1990年，Budak和Altinatas

7、為開發(fā)二自由度線性系統(tǒng)的銑削刀具模型做了大量工作，證實(shí)瞬時(shí)切屑厚度、刀具幾何形狀影響切屑力的大小。他們?yōu)槎杂啥认到y(tǒng)正式問(wèn)世做了較大貢獻(xiàn)。后來(lái)Ormendroyd和Den Hartog對(duì)阻尼減振器作出初步分析，以后又有許多學(xué)者作了深入的研究[2]。2004年Chiang C.Mei提出了用一種波控制裝置來(lái)控制鏜刀桿的振動(dòng)[3]。 在國(guó)外市場(chǎng)中，日本三菱公司和東芝公司已經(jīng)有系列化的產(chǎn)品。三菱公司(刀桿最大長(zhǎng)徑比L/D = 6)的設(shè)計(jì)思想是減輕刀具的頭部重量，一般這種刀的刀頭和刀桿是一體的，刀片一般使用可轉(zhuǎn)位刀片，刀桿的頭部被切掉一部分制成特定的形狀來(lái)改變刀具的性能[4]。 東芝公司的減振鏜桿

8、是在刀具的兩邊平行的切掉一部分，再用剛度和強(qiáng)度大的材料嵌在兩邊，從而提高鏜桿的靜剛度。這種鏜桿的原理簡(jiǎn)單，其鑲嵌在桿兩側(cè)的硬質(zhì)材料和刀體粘結(jié)程度是影響鏜桿質(zhì)量的關(guān)鍵因素。同時(shí)由于受到兩條加固材料的剛度、厚度和它與桿體粘結(jié)的緊密程度的影響，因此長(zhǎng)徑比的值也受一定的局限。 瑞典Sandvik公司的減振刀具(刀桿最大長(zhǎng)徑比L／D=12)是目前最先進(jìn)的刀具，它所采取的方法是給刀桿加內(nèi)置減振系統(tǒng)。這雖然提高了刀體的動(dòng)剛度，但也有它的局限性，例如減振塊的密度不可能太大，阻尼器的壽命嚴(yán)重地影響這種刀具的使用壽命[5]。 美國(guó)的Kenametal公司生產(chǎn)的減振刀具(刀桿最大長(zhǎng)徑比L／D=8)主要是采用特殊

9、的材料制成，也屬于提高刀桿靜剛度的一種。 目前國(guó)外學(xué)者更多的是采用新材料、新結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)鏜桿的減振效果, AndrenL等人就提出了Euler
Bernoulli減振鏜桿模型。Felipe Antonio Chegury Viana等人基于蟻群算法設(shè)計(jì)出可調(diào)動(dòng)態(tài)減振器。Evita Edhi, Tetsutaro Hoshi設(shè)計(jì)了一種新型摩擦阻尼器，能夠有效地抑制高達(dá)10000赫茲的高頻率顫振[6]。 2.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 國(guó)內(nèi)的一些減振刀具很多都處于研究階段，采用的都是增加刀體靜剛度的方法，例如鎳基重合金防振刀具等。但是大部分的減振措施都是在工藝上進(jìn)行改良或是在加工過(guò)程中采用一些技巧[7]

10、。也有學(xué)者利用ADAMS軟件對(duì)減振鏜桿動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行仿真優(yōu)化分析。其實(shí)進(jìn)行傳統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)分析是一種更為簡(jiǎn)單的方法, 只是傳統(tǒng)的方法只適用激振頻率不變的情況。部分高校如哈爾濱理工大學(xué)、長(zhǎng)春理工大學(xué)也在研制基于動(dòng)力吸振器的減振鏜桿,但對(duì)于長(zhǎng)徑比大于等于10∶1的內(nèi)置式減振鏜桿尚沒(méi)有進(jìn)行開發(fā)研究[8]。 3 目前減振鏜刀桿研究中出現(xiàn)的問(wèn)題與發(fā)展趨勢(shì) 機(jī)械加工過(guò)程尤其是在深孔鏜削中的切削顫振和刀具剛性不足是金屬切削加工中影響產(chǎn)品表面質(zhì)量 降低刀具壽命的一些重要因素。目前，比較先進(jìn)的增加靜剛度的方法是采用硬質(zhì)合金鋼、陶瓷或氮化硼等材料來(lái)增加刀桿的彈性模量，達(dá)到減少刀桿彎曲變形的目的[9]。利用硬質(zhì)合金

11、鋼作為刀具材料的方法現(xiàn)在被大量使用，他們主要是用來(lái)代替以往一般的刀桿，但對(duì)于長(zhǎng)徑比比較大的刀具這種方法也是無(wú)能為力的，特別是在要求工具具有比較復(fù)雜的形狀結(jié)構(gòu)的情況下，其造價(jià)特別高。另外，通過(guò)減少切削用量來(lái)降低切削力也可以達(dá)到減少刀桿變形量的目的，但這樣勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)效率下降，而且在某些情況下，即使減小切削力也不能達(dá)到加工要求，所以這也不是最好的方法。以上的主要方法是用來(lái)增加刀桿的靜剛度。由此可見(jiàn)，增加靜剛度的方法有一定的局限性，而增加動(dòng)剛度則是解決此問(wèn)題的關(guān)健途徑。因此預(yù)見(jiàn)采用動(dòng)力減振來(lái)解決鏜桿的動(dòng)剛度將成為未來(lái)減振鏜桿設(shè)計(jì)的一大趨勢(shì)。 參考文獻(xiàn) [1] 胡李波，王民

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