齿圈车削加工系统颤振稳定性研究

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1、齿圈车削加工系统颤振稳定性研究徐东晓２０１５年０６月中图分类号；ＴＨ１６１．６ＵＤＣ分类号：６２１齿圈车削加工系统颤振稳定性研究作者姓名徐东晓学院名称机械与车辆学院指导教师唐水源教授答辩委员会主席卢继平教授申请学位王程硕±学科专业机械工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期２０１５年６月Ｓｌ：ｕｄｙｏｎＣｈａｔｔｅｒＳｔａｂｉｌｉｔｙｏｆＲｉｎＧｅａｒＴｕｒｎｉｎｇｇＰｒｏｃｅｓｓＣａｎｄｉｄａｔｅＮａｍｅ：ＤｏｎｇｘｉａｏＸｕＳｃｈｏｏｌｏｒＤ

2、ｅａｒｔｍｅｎｔ：ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｐＦａｃｕｌｔｙＭｅｎｔｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＳｈｕｉｖｕａｎＴａｎｇＣｈａｉｒＴｈｅｓｉｓＣｏｍｍｉｔｔｅｅ：Ｐｒｏｆ．ＪｉｐｉｎｇＬｕ，ＤｅｇｒｅｅＡｐｐｌｉｅｄ：ＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＭａｏｒ：ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｊＤｅｒｅｅｂＢｅｉｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｇｙ：ｊＴｈｅＤａｔｅｏｆＤｅ民ｎｅｅ；Ｊｕｎｅ，２０１５研究成果声明

3、本人郑重声明；所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料一。与我同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名；日期；关于学位论文使用权的说明本人完全了解北京理工大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部口送交学位论文的原件与复印件；②学校可

4、采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；⑨学校可允许学位论文被查阅或借阅④学校可レ：ｉ■；学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可公布学位论文的全部或部分内容保密学位论文在解密后遵守此规定。（）签名；日期；导师签名；日期：化京理工大学硕±学位论文摘要切削颤振几乎存在于所有的金属切削过程中，是提高切削效率所面临的主要障碍。本文典型高精度弱刚度件齿圈为研究对象，针对金属切削中的加工颤振进行研巧工工艺系统振动特性对齿圈加工稳定性的影响。主要，研巧机床车削加研巧内容包括下几个方面：首先

5、，利用有限元仿真软件ＡＢＡＱＵＳ对２０Ｃｒ２Ｎｉ４Ａ材料巧圈进行三维切削过程仿真，考虑切削过程热力賴合的作用化使仿真真实可靠，得到了切削系统Ｈ个方向的切削力，并通过计算获得工件径向材料单位面积切削力系数，为建立瞬时切削力奠定了基础。其次，通过唾击试验，采用单点激励法和正交多项式整体拟合方法获得刀具一－机床系统和工件－机床系统的模态参数包括阶固有频率、等效刚度和阻尼比。第Ｈ，分析加工颤振产生机理并对齿圈进行切削稳定性分析，建立了工件系统和刀具系统的二自由度二阶线性微分方程，并在频域内对方程进行求解得到主轴转速和切削宽度之

6、间的关系，利用Ｍ如油软件绘制了切削稳定性极限图。最后，依据切削稳定性极限图选取巧圈加工参数，并进行车削试验，验证了所建立模型的正确性，展现了齿圈切削的稳定切削参数选择的范围。：弱刚度件关键词；切削力仿真；加工颤振；动力学模型；模态分析Ｉ北京理工大学硕±学位论文ＡｂｓｔｒａｃｔＣｕｔｔｉｎｇｃｈａｔｔｅｒｉｓａｌｍｏｓｔｒｅｓｅｎｔｉｎａｌｌｍｅｔａｌｃｕｔｔｉｎｒｏｃｅｓｓｅｓ舰ｄｉｔｉｓｔｈｅｍａｉｎｐｇｐｏｂｓｔａｃｌｅｔｏｉｍｒｏｖｅｔｈｅｃｕｔｉｎｅｆｉｃｉｅ打ｃ．Ｉｎ

7、ｔｈｉｓａｅｒｒｏｃｅｓｓｉｎｏｆｔｈｅｔｉｃａｌｈｉｈｐｇｙｐｐ，ｐｇｙｐｇｐｒｅｃｉｓｉｏｎａ打ｄｗｅａｋｓｔｉｆｎｅｓｓｏｆｔｈｅｒｉｎｇｅａｒｉｓｓｔｕｄｉｅｄａｉｍｉ打ｔｏａｉｎｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏ打ｏｆｇｇｇｓｔａｂｌｅｃｕｔｔｉｎｇｗｉｔｈｏｕｔｃｈａｔｔｅｒ．Ｔｈｅｍａｉｎｃｏｎｔｅｎｔｓｉｎｃｌｕｄｅｔｈｅｆｏｌｌｏｗｉｎａｓｅｃｔｓ：ｇｐＦｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅ３Ｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｕｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆ２０Ｃｒ２Ｎｉ４

8、八ｍａｔｅｒｉａｌｒｉｎｇｇｅａｒｉｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｆｉｎｉ