減振鏜桿的結(jié)構(gòu)設計及開文獻綜述

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1、 本科生畢業(yè)設計(論文)文獻綜述 設計 (論文)題目 減振鏜桿的結(jié)構(gòu)設計與開發(fā) 作者所在系別 機械工程系 作者所在專業(yè) 機械設計制造及其自動化 作者所在班級 xxxx 作 者 姓 名 xxx 作 者 學 號 xxxxx 指導教師姓名 xxxx 指導教師職稱 講師 完 成 時 間 2012 年 2 月 北華航天工業(yè)學院教務處制  說 明 1．根據(jù)學?！懂厴I(yè)設計(論文)工作暫行規(guī)定》，學生必須撰寫畢業(yè)設計(論文)文獻綜述。文獻綜述作為畢業(yè)設計(論文)答辯委員會對學生答辯資格審

2、查的依據(jù)材料之一。 2．文獻綜述應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設計(論文)工作前期內(nèi)完成，由指導教師簽署意見并經(jīng)所在專業(yè)教研室審查。 3．文獻綜述各項內(nèi)容要實事求是，文字表達要明確、嚴謹，語言通順，外來語要同時用原文和中文表達。第一次出現(xiàn)縮寫詞，須注出全稱。 4．學生撰寫文獻綜述，閱讀的主要參考文獻應在10篇以上（土建類專業(yè)文獻篇數(shù)可酌減），其中外文資料應占一定比例。本學科的基礎和專業(yè)課教材一般不應列為參考資料。 5．文獻綜述的撰寫格式按畢業(yè)設計(論文)撰寫規(guī)范的要求，字數(shù)在2000字左右。文獻綜述應與開題報告同時提交。 0 / 8文檔可自由編輯打印

3、 畢 業(yè) 設 計（論 文）文 獻 綜 述 減振鏜桿的文獻綜述 摘 要：在金屬切削過程中發(fā)生的再生顫振問題是不可忽視。本綜述主要綜述了減振鏜刀桿應用背景、意義及特點，國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀和目前減振鏜刀桿研究中出現(xiàn)的問題與發(fā)展趨勢。 關鍵詞：減振鏜桿 再生顫振 動力減振 性能參數(shù) Synthesis report of the damping of the boring bar Abstract: Regenerative chatter happened during the proce

4、ss of metal cutting 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 a

5、bsorber dynamical absorber 1 減振鏜刀桿的應用背景、意義 機械制造業(yè)在整個國民經(jīng)濟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，切削加工過程中常常伴隨有振動產(chǎn)生，特別是在細長孔的切削加工過程中，更易產(chǎn)生振動。切削振動是影響切削加工質(zhì)量和刀具耐用度的一個關鍵因素。 機械加工過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，單純的通過改變鏜桿結(jié)構(gòu)的靜剛度和動剛度具有其局限性，減振鏜桿的提出有效的解決了這個問題 [1

6、]。 2 國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀 2.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀 減振刀桿在機械行業(yè)的研究中，已經(jīng)有很長的歷史了。早在1907年Taylor在其著作中闡述顫振產(chǎn)生的機理時，認為形成不連續(xù)切削的周期與工件、刀架或者機床的傳動機構(gòu)中的任一部分振動的固有周期相同，是產(chǎn)生顫振的主要原因之一。自20世紀40年代以來，切削顫振一直是機械制造行業(yè)與加工領域的主要研究課題，同時發(fā)展出機床動力學、切削動力學的學科分支。 隨著計算機的發(fā)展和其深入應用，各學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和技術(shù)手段，使得切削顫振的研究無論是在理論上還是在實際應用方面都有著深刻的變化和長足的發(fā)展。1990年

7、，Budak和Altinatas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，證實瞬時切屑厚度、刀具幾何形狀影響切屑力的大小。他們?yōu)槎杂啥认到y(tǒng)正式問世做了較大貢獻。后來Ormendroyd和Den Hartog對阻尼減振器作出初步分析，以后又有許多學者作了深入的研究[2]。2004年Chiang C.Mei提出了用一種波控制裝置來控制鏜刀桿的振動[3]。 在國外市場中，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(刀桿最大長徑比L/D = 6)的設計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改變刀具的性

8、能[4]。 東芝公司的減振鏜桿是在刀具的兩邊平行的切掉一部分，再用剛度和強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)量的關鍵因素。同時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(刀桿最大長徑比L／D=12)是目前最先進的刀具，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，阻尼器的壽命嚴重地影響這種刀具的使用壽命[5]。 美國的Kenametal公司生產(chǎn)的減振刀具(刀桿最大

9、長徑比L／D=8)主要是采用特殊的材料制成，也屬于提高刀桿靜剛度的一種。 目前國外學者更多的是采用新材料、新結(jié)構(gòu)來實現(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計出可調(diào)動態(tài)減振器。Evita Edhi, Tetsutaro Hoshi設計了一種新型摩擦阻尼器，能夠有效地抑制高達10000赫茲的高頻率顫振[6]。 2.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 國內(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行改良或

10、是在加工過程中采用一些技巧[7]。也有學者利用ADAMS軟件對減振鏜桿動力學模型進行仿真優(yōu)化分析。其實進行傳統(tǒng)的動力學分析是一種更為簡單的方法, 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、長春理工大學也在研制基于動力吸振器的減振鏜桿,但對于長徑比大于等于10∶1的內(nèi)置式減振鏜桿尚沒有進行開發(fā)研究[8]。 3 目前減振鏜刀桿研究中出現(xiàn)的問題與發(fā)展趨勢 機械加工過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增加刀桿的彈性模量，達到減少刀桿彎

11、曲變形的目的[9]。利用硬質(zhì)合金鋼作為刀具材料的方法現(xiàn)在被大量使用，他們主要是用來代替以往一般的刀桿，但對于長徑比比較大的刀具這種方法也是無能為力的，特別是在要求工具具有比較復雜的形狀結(jié)構(gòu)的情況下，其造價特別高。另外，通過減少切削用量來降低切削力也可以達到減少刀桿變形量的目的，但這樣勢必會導致生產(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增加刀桿的靜剛度。由此可見，增加靜剛度的方法有一定的局限性，而增加動剛度則是解決此問題的關健途徑。因此預見采用動力減振來解決鏜桿的動剛度將成為未來減振鏜桿設計的一大趨勢。

12、參考文獻 [1] 胡李波，王民，李剛.動力減振鏜桿的減振性能研究[J].機械設計與制造，2009,1(1):131-132. [2] 劉榮忠.減振刀桿的優(yōu)化設計[J].振動與沖擊，1993,（4）:29-30. [3] Chiang C.Mei. Active regenerative chatter suppression during boring manufacturing process [J].Robotics and Computer-Integrated Manufacturing 2004,7(2005)153-158. [4]張克東.減振刀桿的研制與開發(fā)[D].長春:

13、長春理工大學2003,12,4-5. [5] 韋聯(lián).減振鏜桿的動力學仿真及其參數(shù)化優(yōu)化[D].四川:西華大學.2011,5:2~3. [6] Evita Edhi;Tetsutaro. Hoshi Stabilization of high frequency chatter vibration in fine boring by friction damper[J]. Precision Engineering，2001，25(3)：224-234 . [7] 張海豐，馬術(shù)文.動力減振鏜桿結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化[J].機械設計與研究. 2009,25(1):84~85. [8] 孔金星，任違

14、.基于模態(tài)試驗的兩種減振鏜桿動態(tài)特性測試[J].機床與液壓2010(20):35-36. [9] 程宏偉,羅紅波,郭華琛,王麗.減振鏜桿的動態(tài)特性分析[J].工具技術(shù)， 2008,4(2):52-53. 畢 業(yè) 設 計（論 文）文 獻 綜 述 指導教師意見 指導教師： 年 月 日 專業(yè)教研室審查意見 負責人： 年 月 日