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【Keywords】Mechanical manufacturing technology; vibration; cutting depth; feed rate; spindle speed; three direction vibration
目 录
摘要 1
前 言 3
1 绪论 4
1.1研究意义 4
1.2研究现状 4
1.3研究内容 6
1.4研究方法和技术路线 7
2 机械振动理论及测量基础 8
2.1 机械振动分类及其特点 8
2.2 振动测量传感器与放大器 9
2.3振动信号频谱分析理论基础 13
2.4 QLVC-ZSA1型动态信号分析仪 15
3 车削试验设计 16
3.1 试验设备 16
3.2 试验方案 19
3.3 试验步骤 19
4 车削试验结果与分析 22
4.1 信号采集与分析 22
4.2 实验数据处理 23
5 结论与展望 34
结束语 35
参考文献 36
车削铝棒时刀具三向振动测试的试验设计
前 言车削振动是切削系统的一种动态不稳定现象，不仅影响到加工表面质量，同时也是产生车削噪声的主要原因。尽管现如今高速精密车床具有很高的刚度，但在高速精密切削中工件与刀具之间的相对位置发生变动，主轴和刀具不可避免的存在着振动，就会影响工件的表面质量。振动还是影响工件加工效率和加工质量的重要因素。车削振动存在于机械制造加工的过程中，会造成工件表面产生裂纹，使工件表面粗糙度增大，严重影响工件的表面质量，其根本是由于车削过程中工件和刀具产生的周期性摩擦。当车削振动产生时往往会伴随着连续性的振动，当这种连续性振动发展到一定的程度时将会造成一系列问题的产生。比如，机床无法在变动切削参数时保持稳定的工作，造成刀具的磨损加重，严重时会造成机床零部件松动，使机床无法正常对工件进行加工。与此同时，伴随着车削系统的振动会产生噪音，噪音不仅无法消除而且会对操作人员产生身体和精神上的双重影响。随着当今社会对零部件产品的要求越来越高，更多的精密零件对加工精度和表面质量的要求也越来越高，导致车削加工过程中一些微小的振动也会严重影响到零件的精度和使用要求。振动也会缩短机床和刀具的正常使用寿命，振动往往是车削加工中难以根治的技术问题。本文旨在通过科学的试验和研究分析找到刀具三向振动振动的影响因素并分析得出其振动特性。
1 绪论
1.1研究意义
在车削加工过程中会产生振动，零件的车削加工会产生不同的振动类型，一般情况下我们按其产生的原因将其分为受迫振动和自激振动。受迫振动即当受外界因素的干扰力持续作用而产生的振动，由各种工件之间的误差等因素所引起的振动都属于受迫振动，另外车削过程中，本身不均匀运动部件时，往往当运动方向有所改变时，通过它所产生的惯性压迫都能产生受迫振动。而这种振动大多数是不会自行衰减的，反而会更进一步的引起机床产生共振，机床的振动等因素会使得加工过程会产生许多不必要的影响。而自激振动指当在车削加工时，有一些振动它主要是由系统本身在车削振动过程中所激发产生的，不随车削速度变化的自激振动，那么它的频率就等同于系统的自身频率。在这种情况下，虽然刀具自身在振动，但工件及机床等部件却很平静，然而却会在工件表面会留下细小的痕迹。
在科技飞速发展的今天，机械加工制造技术的发展也得到了长足的进步，对机械制造加工过程中振动的抑制和控制问题的解决显得更为迫切了。工业生产中越来越注重对加工精度的要求，实际生产中哪怕出现极其微小的振动也可能会对零件的加工产生不可逆的影响，这些影响轻则会降低工件的表面质量，重则会对工件产生致命的影响，造成工件报废，增加生产过程中的废品率，这在越来越注重效率的今天是非常不可取的。另外，由于新型刀具材料在工业生产过程中得到越来越广泛的应用，对刀具耐久度的要求也随之增高。很多应用了新型材料的刀具材质较脆，容易在实际生产中发生蹦刃，造成加工系统无法正常工作，还有可能危害人身安全。因此，越来越多的学者都将目光投向了车削振动及相关领域的研究，通过对研究车削过程中各个参数对车削振动的影响，积极寻求控制和抑制车削振动的途径和方法，对提高加工效率，提升工件表面质量以及对未来工业的长足发展都有着极其深远的影响。