深孔加工顫振分析及抑振方法的研究.pdf

1、在深孔鉆削加工過程中,一般存在著三種形式的振動:自由振動、強迫振動和自激振動。通過消除外部激振源或其他方法可以抑制甚至消除自由振動和強迫振動,但很難找到有效的方法來抑制自激振動(顫振)的產(chǎn)生。顫振不僅會降低生產(chǎn)效率、減少刀具和機床的使用壽命,而且也會危害操作者的身體健康。所以對顫振的研究具有一定的實際意義。
　　磁流變液是一種新型的智能材料,它可以在外加磁場作用下發(fā)生磁流變效應(yīng),實現(xiàn)固液兩態(tài)之間毫秒級的轉(zhuǎn)化:在外加磁場作用下,其粘

2、度、屈服應(yīng)力和剪切模量在毫秒級的單位內(nèi)會急劇增大;外加磁場消失后又能瞬時恢復至原來的狀態(tài)。因此磁流變液在振動控制方面有著良好的應(yīng)用前景。
　　針對深孔鉆削加工過程中出現(xiàn)的顫振問題,本文提出利用磁流變液來抑制顫振的發(fā)生。首先分析了金屬切削加工過程中顫振產(chǎn)生的機理,其中再生型顫振被證明是最主要的自激振動機理;并對鉆削加工過程中出現(xiàn)的再生型顫振和振型耦合型顫振進行了分析。通過研究各自的深孔鉆削過程的動力學模型,找出了它們各自的臨界條件。

3、
　　其次研究了磁流變液材料的原理、磁流變效應(yīng)的機理和磁流變液減振器的設(shè)計原理,設(shè)計了應(yīng)用于深孔機床的減振器,計算出減振器模型輸出的阻尼力并得到其應(yīng)用于深孔機床的動力學模型及動力學方程。然后,利用Matlab中的Simulink組件對動力學方程進行了仿真分析,結(jié)果表明減振器對顫振有很好的抑制作用。
　　最后,提出了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制的深孔加工磁流變液減振器控制算法。運用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的在線學習能力,實現(xiàn)了PID控制參數(shù)