高速列車用6N01薄壁結(jié)構(gòu)鋁合金板材銑削加工噪聲研究.pdf

1、薄壁結(jié)構(gòu)鋁合金板材具有突出的結(jié)構(gòu)特征、重量輕、強(qiáng)度高、力學(xué)性能穩(wěn)定和隔音效果好等優(yōu)勢，在動車車廂上使用廣泛。薄壁結(jié)構(gòu)鋁合金板材屬于薄壁連接性結(jié)構(gòu)材料，本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜、剛度差，加工過程中造成刀具不連續(xù)切削、局部支撐面減小，從而產(chǎn)生劇烈的振動進(jìn)而引發(fā)刺耳的噪聲，嚴(yán)重影響了操作者的身心健康。
　　本文以高速列車用的大型6N01薄壁結(jié)構(gòu)鋁合金板材為研究對象，建立了薄壁結(jié)構(gòu)鋁合金板材銑削模型并進(jìn)行銑削力實驗，獲得了由于薄壁結(jié)構(gòu)鋁合金板材加工剛

2、度差，在銑削過程中受到銑削力的作用極易發(fā)生彈性偏轉(zhuǎn)，從而引起劇烈振動，引發(fā)噪聲的產(chǎn)生，這是薄壁結(jié)構(gòu)鋁合金板材產(chǎn)生噪聲最主要的因素。建立了薄壁結(jié)構(gòu)鋁合金板材局部振動微分方程，獲取了影響銑削振動產(chǎn)生的主要因素為刀具參數(shù)（刀柄直徑、螺旋角）、銑削參數(shù)（主軸轉(zhuǎn)速、徑向切寬、進(jìn)給量）以及薄壁結(jié)構(gòu)鋁合金板材自身結(jié)構(gòu)參數(shù)。
　　基于NI數(shù)據(jù)采集平臺和LabVIEW軟件，設(shè)計了薄壁結(jié)構(gòu)鋁合金板材高速銑削振動噪聲信號采集實驗系統(tǒng)，利用LabVIEW

3、軟件中的DAQ功能，設(shè)計規(guī)劃完成了振動和噪聲信號的采集、存儲的系統(tǒng)框圖程序設(shè)計。通過設(shè)計并進(jìn)行了銑刀轉(zhuǎn)速高于5500r/min的銑削實驗，并進(jìn)行相關(guān)分析，研究銑削參數(shù)（主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量、徑向切寬）對6N01薄壁結(jié)構(gòu)鋁合金板材銑削加工產(chǎn)生的振動、噪聲影響規(guī)律。
　　將實驗獲取的信號進(jìn)行時域特征值提取，研究了銑削參數(shù)對銑削噪聲的影響規(guī)律:隨著主軸轉(zhuǎn)速和徑向切寬的增加，聲壓級呈現(xiàn)先增大后減小趨勢;隨著進(jìn)給量的增加，噪聲聲壓級呈現(xiàn)減小趨勢

4、。利用LabVIEW與MATLAB混合編程的方式進(jìn)行頻域分析以及小波包能量特征值提取，研究結(jié)果表明:銑削噪聲的主要頻率為刀齒銑削頻率及其倍頻，其中二倍倍頻占比大，其中高頻部分占能量比大，同時，本文根據(jù)噪聲產(chǎn)生機(jī)理制定了在薄壁結(jié)構(gòu)鋁合金板材銑削區(qū)域填涂阻尼橡膠的抑制策略，最后將應(yīng)用抑制策略的工件進(jìn)行驗證實驗，利用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)獲取振動、噪聲信號并對相關(guān)特征值進(jìn)行提取，與之前相應(yīng)對照實驗組的聲壓級、頻域以及小波包能量占比的比較中發(fā)現(xiàn)，降噪降頻