论文摘要
切削系统(包括机床、刀具、工件和切削过程)是一个复杂的动态系统,系统的动态特性对加工质量、生产效率、生产成本乃至整个加工系统的安全寿命起着至关重要的影响和制约作用。机床的动态特性包括机床在运转状态下的振动、噪声及热变形。对于普通机床而言,其切削过程中的抗振性和稳定性是最受用户关注的。动态性能不好的机床在切削过程中常常会发生切削颤振,破坏和干扰了正常的切削加工。近年来随着机床向高速、高精度和高效率方向的发展,对其动态特性的要求越来越高。本文以CA6136车床为研究对象,分别通过理论和试验方法研究了机床整机动态性能,并通过切削振动试验对机床进行了切削稳定性分析。本文的主要研究内容如下：(1)建立了机床整机有限元模型并进行了模态分析,得到了前六阶固有频率和相应的振型。(2)对CA6136车床进行了动态试验,试验得到了机床X向和Y向的各阶模态参数,并与有限元分析结果作了对比,为机床整机的准确建模和动态设计打下了基础。(3)设计并实施了切削振动试验,识别系统的颤振频率,并通过刀具系统的有限元模态分析和锤击试验,确定了颤振的主动体,为切削稳定性分析的准确建模打下了基础。(4)分析了切削加工中最常出现的再生型颤振的机理,建立了再生型颤振的动力学模型,并根据实验数据得到了CA6136车床的切削稳定性叶瓣图。
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