車削顫振可靠性研究.pdf

1、顫振作為機(jī)床振動常見的一種形式，嚴(yán)重制約著機(jī)床行業(yè)高精度與高效率的發(fā)展，同時顫振也嚴(yán)重加速刀具磨損，縮短機(jī)床壽命，因此，車削加工系統(tǒng)可靠性研究是機(jī)床研究的重中之重。本文在國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目的支持下，研究了車削顫振可靠性問題。本文主要的內(nèi)容包括:
　　1)介紹了車削加工系統(tǒng)的顫振機(jī)理。建立了單自由度數(shù)學(xué)模型，說明了車削加工過程中的再生顫振是一種位移延時反饋的自激振動，推導(dǎo)了車削加工系統(tǒng)極限切寬表達(dá)式;通過具體算例給出了機(jī)床的穩(wěn)

2、定性葉瓣圖，研究了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)對穩(wěn)定性葉瓣圖的影響。
　　2)將車削加工系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)視為服從一定分布的隨機(jī)變量，提出了隨機(jī)SLD法研究車削加工系統(tǒng)可靠性問題。通過算例給出了在隨機(jī)變量影響下車削加工系統(tǒng)的頻響函數(shù)以及穩(wěn)定性葉瓣圖，通過蒙特卡洛法求解車削加工系統(tǒng)在特定工藝參數(shù)下的可靠度，并且與傳統(tǒng)SLD法進(jìn)行比較，說明隨機(jī)SLD方法能夠反應(yīng)車削加工系統(tǒng)的可靠程度。
　　3)針對車削顫振可靠度計(jì)算問題，研究了改進(jìn)一次二階矩法與四階

3、矩法的可靠度算法。給出了兩種方法具體的計(jì)算步驟，通過算例求出兩種方法在加工工藝參數(shù)下可靠度的樣本以及可靠度隨加工工藝參數(shù)變化圖形，并且分別與蒙特卡洛法求解的可靠度進(jìn)行比較，得出矩法精度高、運(yùn)算量小，在實(shí)際工程中較蒙特卡洛法更實(shí)用。
　　4)針對結(jié)構(gòu)參數(shù)對車削加工系統(tǒng)的影響問題，研究了蒙特卡洛法求解車削加工系統(tǒng)的靈敏度。給出了蒙特卡洛法求解車削加工系統(tǒng)靈敏度的步驟并且引入了新靈敏度因子的概念;通過算例計(jì)算，得到了可靠度對各隨機(jī)變量的

4、偏導(dǎo)數(shù)，同時說明了數(shù)值所具有的意義;通過計(jì)算靈敏度因子，得出車削加工系統(tǒng)的模態(tài)質(zhì)量的波動對系統(tǒng)可靠度影響最大，為車削加工系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。
　　5)針對車床的數(shù)據(jù)來源問題，通過試驗(yàn)獲取車削加工系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)的均值和標(biāo)準(zhǔn)差。以車床CJ0625作為研究對象，介紹了試驗(yàn)設(shè)備，給出了模態(tài)參數(shù)識別的具體方法;通過對車床刀尖點(diǎn)x方向進(jìn)行多次測量，用分量分析法對所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)的具體數(shù)值，最后通過對結(jié)構(gòu)參數(shù)的樣本進(jìn)行