阻尼减振车刀设计方法的研究

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1、万方数据功能都件FunclionUniIs阻尼减振车刀设计方法的研究黄进财①汤爱民②周志雄①(①湖南大学机械与汽车工程学院，湖南长沙410082；②株洲钻石切削刀具股份有限公司，湖南株洲412007)摘要：提出了阻尼减振车刀的动力学模型。通过对模型的计算分析，总结了减振车刀阻尼减振器参数的设计方法。借助ADAMS仿真分析，证明了该方法的正确性。最后讨论了阻尼减振器的具体设计方法。关键词：车刀阻尼减振器设计方法橡胶StudyonDesignMethodofDampingVibrationAbsorptionTurningToolHUANGJincai①。TANGAiming②。

2、ZHOUZhixiong①((王)SchoolofMachineryandAutomobileEngineering，HunanUniversity，Changsha410082。CHN；@)ZhuzhouCementedCarbideCuttingToolsCo．，Ltd．，Zhuzhou412007，CHN)Abstract：Inthispaper，thedynamicmodelofdampingvibrationabsorptionturningtoolispresented．Accordingtotheanalysisofmodel，thedesignmethodof

3、vibrationabsorptionsystemgparametersisgeneralized．BythesimulationwiththesoftwareADAMS，thismethodisprovedtoberight．Atlast，thespecificmethodofdampingvibrationabsorptionsystemisdiscussedindetail．Keywords：TurningTool；DampingVibrationAbsorptionSystem；DesignMethod；Rubber对于内圆车削加工，一般刀杆的长径比(L／D)超过4时

4、，刀杆自身极有可能产生振动。刀具与工件问产生的相对位移，会使加j二表面产生振痕，严重影响工件的表面质鼍和性能。工艺系统将持续承受动态交变载荷的作用，刀具极易磨损(甚至崩刃)，使切削加工无法进行；振动中产生的噪声还将危害操作者的身体健康⋯。困内的一些减振刀具很多都处于研究阶段，采用的都是增加刀杆静刚度的方法。例如：镍基重合金防振刀具等j2J。但对于长径比较大的刀具，这种方法无能为力。内藏阻尼减振系统的减振／『=『杆可以很好的解决这种问题。本文讨论了阻尼减振刀杆的一种设计方法，新设计的刀具，长径比较大，成本相对较低，为研制减振刀杆提供J，参考依据。l减振系统动力学模型。』'忽略刀

5、杆内部结构阻尼，普通刀杆可以简化成由大小为／7／,．的质鞋块和弹性系数为k．的弹簧组成的主系统，如图1所示。为达到减圈1减振系统分析模型·136·振日的，在普通刀杆内部添加阻尼减振器，即由质量块m：、弹簧k：以及阻尼器C：组成的次系统，主系统和次系统构成了一个新的具有阻尼的两自由度系统。根据牛顿定理，取静平衡位置为系统坐标原点，模型的运动方程为：对质量块m，：Fsin(tot)一kl菇l—C2(互l一菇2)一k2(菇l一菇2)=mI菇l(1)对质量块m，：c2(互l一茹2)一k2(髫l—x2)=m2茹2(2)解方程(1)，(2)得礼卜筘1㈤i(∞)=篙萧FJ式(3)中以∞，I

6、=l(k,+一k2。)后：-+to如Zm：l，+如2后：-一(∞k：2m+：jto+c如2)：I因而有竹畿豁鬻：耻匾I=趣铲l(4)万方数据也=Iil=型生+垡b2J式(4)中口=(kl一∞2m1)(k2一∞2m2)一∞2k2m2b=O)C2(kI一∞2ml一∞2m2)署=Xo,toj=层舢=居，m2o0)2∞，C2肛2i’d2i’y2i’香22—m2—∞2将式(4)中的x。由上述符号化成无量纲的形式：x2l／A02=[(62—72)2+4亭2y2]／{[(1一y2)(铲一,y2)一／wy2铲]2+4E272(1一y2一py2)2}(5)2减振器参数的设计方法减振器参数的设计

7、就是如何选择吸振器参数m：、k：、c：，满足系统的减振要求。由式(5)可知，当c：=f=0时：蔫X=丽1爿岳‰y2㈣：一[(一72)(62一)一删262]2¨7当c2=∞，即亭=∞时：X；1Xj一(1一y2一py2)2(7)取肛=1／40，8=1，分别绘制亭=0，亭=0．1，手=∞时的主系统响应曲线。由图2中町以看到它们都交于同样的两点T点和S点。这表明，在这两个点所对应的频率比y，质量m。稳态响应的振幅与吸振器的阻尼c：无关，T点和s点的y值可由任两个不同阻尼值的响应曲线求得，最简便的是由式(6)，(