毕业设计（论文）开题报告-减振镗刀的设计与分析

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1、中北大学信息商务学院毕业设计开题报告学生姓名：学号：系名：机械工程系专业：机械设计制造及其自动化设计题目：减振鐘刀的设计与分析指导教师：2016年3月21日毕业设计开题报告1.结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：文献综述1.1课题背景及研究意义振动是切削加工中普遍存在的现象，它严重得降低了零件的加工精度与表而粗糙度，限制切削加工向高速、高精和强力方向发展。随着机械制造技术的不断发展，实际工程中对切削加工技术的要求越来越高,［1］特别是一些对加工精度要求极高的行业,如兵器与航空

2、宇航制造业等，加工中即使发生微小的振动也会使零件精度或表面粗糙度很差，达不到设计要求。目前陶瓷、多种涂层和立方氮化硼等各种新型刀具材料在切削加工中日益获得广泛的应用，这些材料制成的刀具一般具有很高的硬度，耐热性也比较好，能持续在高转速条件卜切削，从而使生产效率得到大幅提高。可是这些刀具对振动引起的冲击载荷耐受性很差，很容易发生崩刃，因此在使用这类刀具进行加工时要尽量控制振动的发生。而且由于钛合金、铝合金及一些新型材料的快速发展，结构的轻型化是以后机械设备的必然趋势，薄壁型零件的生产逐渐增多，其对加工条件耍求更

3、为苛刻，更需严格控制振动。因此，有必要认真研宂机械加工中发生振动的原因及其防治方法，以便能降低其至消除振动。当车刀和镗杆的悬伸比较大吋，由于静刚度或动刚度的不足易于激起振动，导致所生产的工件达不到设计要求。镗削的半封闭的加工特点致使镗杆的结构受很大限制，基本上为长径比较大的细长型结构，导致其静刚度与动刚度都比较差，一般来说,当刀杆的长径比大于5时切削系统就会发生颤振，［2］甚至在很多应用中，例如车削内螺纹或内表而开槽时,颤振有可能在长径比为2-3就开始了。颤振的产生会严重影响工件表面质量和性能，而工艺系统也不

4、断承受周期性的动载荷作用，很容易发生损坏,为了抑制颤振不得不将切削用量减小，这就造成生产效率的降低。从理论来说减小镗杆的悬伸长度或增加镗杆的直径对减小颤振的产生是有利的。但受制于实际的加工需耍，不可能降低镗杆的悬伸长度或增加直径的尺寸。在追求零件整体化加工的趋势下，深孔加工在机械加工中占有越来越重要的地位。所以为广突破这一影响制造业发展的瓶颈,减振刀杆的研制一直是国内外的热门课题，国外的学者在这方而做了很多努力同时也取得了不小的成果，制造出了成熟的产品。相比较而言虽然国内的很多单位也致力于此，但效果均不太理想

5、，与国外水平有很大差距，使得同类刀具技术0前被国外产品垄断，如美国肯纳(Kennametal)的直杜25mm、悬伸10倍的减振镋刀现在报价要在2万以上，价格非常高，但我国目前很少有自己的成熟定型产品，不得不以大量资金引进国外刀具，因此减振刀具的研制己经成为我国切削加工行业急需解决的重大问题。针对以上问题本文提出了动力减振的方法研宄。要想提高镗刀杆的抗振效果，首先要提高镗杆自身的动刚度，其次还要增加镗杆的系统阻尼，增强系统对振动的吸收能力;木人基于这种想法，于是在镗杆中选择加入减振系统来进一步提高减振性能。从实

6、际应用价值来讲，减振刀杆的研究有利于我国切削制造业的发展。改革开放以来，我国在刀具生产方而发展迅速，并且我国还是世界的“制造中心”。但我国的切削制造水平与国外依然存在很人的差距，在生产制造业的道路上还有很长的路要走。对于那些长径比大的零件加工,普通刀具是很难保证加工质量的。而要采用匹配的刀具就得考虑刚度稳定性。国内目前大多采用具有较高刚度的材料的方法设计制造减振刀杆,但当长径比超过8时，这种方法也不能起太大作用。［5］我国目前只能进口国外的刀具。这使得零件加工综合加工成本很高。如果能在阻尼减振刀杆方而有所突破

7、，则会大大降低加工的成本,増强产品市场竞争力。并可以带动其它相关产业，提高我国机械制造行业的竞争能力。［6］1.2镗杆振动控制的国内外现状虽然学者们在减振镗杆上花费/人量的精力和时间，但它的研究和发展还是比较缓慢。主要是S前对于振动的机理研究仍不够完善透彻，以至于在刀杆设计吋采用了大量的简化计算,产品很难投入实际中使用。到目前为止，世界上也只有几家厂商可以设计生产出较为成熟的产品。迫于需要近年来各国对振动的研究不断加深，再加上新材料及新的控制理论的不断发展，使减振技术日益完善。系统的总结起来就A前主流的减小振

8、动的措施一般分三类:主动控制［7］，半主动控制［8］与被动控制。近年来以智能材料和先进控制理论为主要研究0标的半主动、主动控制正蓬勃发展，但被动控制仍以其独特的优点成为研宂的重点方向。被动控制是通过增加切削系统的硬性参数指标(如动刚度)或在结构上附加吸振器,减振器等方法抑制振动。相对于半主动、主动控制来说，被动控制的反应速度比较慢而且作用频域比较窄，系统参数一旦设定就很难更改，而实际的加工中振动形式