大螺距螺紋切削中機床子系統(tǒng)振動研究.pdf

1、大螺距螺桿作為關(guān)鍵零部在大型裝備設(shè)備中應(yīng)用廣泛，起到連接、緊固、傳遞動力等作用。企業(yè)生產(chǎn)中采用中、小螺距工藝，造成切削力成倍增大，同時由于其長徑比大，導(dǎo)致加工工藝系統(tǒng)振動劇烈，難以保證大螺距螺紋面長行程的高品質(zhì)加工。目前對工藝系統(tǒng)的振動特性的研究較少，而在大螺距螺紋加工過程中機床子系統(tǒng)作為加工工藝系統(tǒng)的重要組成部分，對機床系統(tǒng)在加工系統(tǒng)中振動特性的研究，成為在大螺距螺紋加工工藝系統(tǒng)振動研究的基礎(chǔ)。
　　本文從大螺距螺紋加工工藝系統(tǒng)

2、空間角度出發(fā)，通過大螺距螺紋精加工過程中機床子系統(tǒng)主軸對工件的作用關(guān)系和進給系統(tǒng)絲杠對刀具的作用關(guān)系進行研究，將主軸對工件振動的激勵、絲杠對刀具振動的激勵作為輸出端，研究機床主軸振動與絲杠振動，同時進行主軸與絲杠振動的交互作用關(guān)系研究，獲得機床子系統(tǒng)在工藝系統(tǒng)中的振動特性。
　　首先建立機床主軸的動力學(xué)模型，對機床主軸進行動力學(xué)分析，確定機床主軸的模態(tài)振型函數(shù)，利用ANSYS軟件仿真機床主軸的多階振動頻率以及最大變形量，獲取機床主

3、軸的多階模態(tài)態(tài)振型，對主軸進行模態(tài)分析。
　　其次，研究車床進給系統(tǒng)絲杠的振動，將工作臺與絲杠的接觸簡化為結(jié)合面，建立結(jié)合面模型，分析進給系統(tǒng)絲杠的橫向振動、縱向振動、扭轉(zhuǎn)振動，建立了絲杠的縱向、扭轉(zhuǎn)和橫向振動函數(shù)，并推導(dǎo)了機床進給系統(tǒng)絲杠的動力學(xué)方程。
　　然后，規(guī)劃大螺距螺紋精加工振動測試實驗，搭建機床主軸、絲杠振動測試平臺，獲取多種工況下機床主軸、絲杠的振動信號，通過對振動信號進行信號傅里葉變換、濾波處理，提取振動特征

4、參數(shù)，提出機床主軸振動及絲桿振動的振動特性識別方法，實現(xiàn)對主軸及絲杠的振動識別。
　　最后，進行多種切削參數(shù)下大螺距螺紋精加工實驗，驗證本文所建立的大螺距加工振動識別方法，檢測左右刃切削下機床主軸振動信號及絲杠振動信號，利用振動識別方法識別精加工狀態(tài)下主軸振動、絲杠振動的不同激勵，分析不同參數(shù)下機床主軸、絲杠振動狀況，揭示加工過程中主軸振動與絲桿振動的相互作用關(guān)系，建立出機床振動加速度方程。
　　本文通過對機床主軸建模進行模