薄板/壁类零件切削加工通用配重抑振方法技术

技术编号:21590459 阅读:40 留言:0更新日期:2019-07-13 14:00
本发明专利技术涉及一种薄板/壁类零件切削加工通用配重抑振方法,首先进行一组切削实验,记录切削力数据,并进行频域变换提取;然后建立包含工件子结构和配重包络层子结构的系统三维实体模型;接着对工件实际工况下的模态进行有限元分析,提取出系统的质量、刚度矩阵;再求解出在各种配重布局情况下,工件的多阶主导模态的振型参与系数以及切削过程中刀位点处的位移响应,最后对刀位点出最大响应幅值关于配重位置进行线性插值建立函数关系并求取最小值点获得配重最优布局。本发明专利技术操作简单,成本低廉,通用性强,预测精度较高。

A General Counterweight Vibration Suppression Method for Thin Plate/Wall Parts Cutting

【技术实现步骤摘要】
薄板/壁类零件切削加工通用配重抑振方法
本专利技术属于机械加工
,具体涉及一种适用于薄板/壁类零件切削加工,且易于操作,精度较高的通用配重抑振方法。
技术介绍
文献1“Jacquot,R.G..(2001).Suppressionofrandomvibrationinplatesusingvibrationabsorbers.JournalofSoundandVibration,248(4),585-596.”公开了一种适用于抑制简支矩形板自由振动的方法,该方法以吸振器安装点的振动响应能量最小为目标,优化吸振器质量及阻尼参数。这种方法计算量大,只适用于抑制矩形简支板的单阶主导模态自由振动。文献2“Wan,M.,Dang,X.B.,Zhang,W.H.,&Yang,Y.(2018).Optimizationandimprovementofstableprocessingconditionbyattachingadditionalmassesformillingofthin-walledworkpiece.MechanicalSystemsandSignalProcessi本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄板/壁类零件切削加工通用配重抑振方法,其特征在于步骤如下:步骤1:确定切削薄板/壁件所用刀具几何参数,工件几何、材料参数和加工工艺参数:根据设定的切削参数进行切削实验测量切削力,要求薄板/壁零件的板/壁厚方向与刀轴方向平行或垂直,将测量得到的切削力做傅里叶变换,保留幅值大于等于最大幅值十分之一的所有阶频率,记录其幅值、频率和相位,相加得到总切削力;再结合具体加工过程刀具轨迹,对总切削力沿垂直于板厚方向按下式投影,得到待预测响应的输入值:

【技术特征摘要】
1.一种薄板/壁类零件切削加工通用配重抑振方法,其特征在于步骤如下:步骤1:确定切削薄板/壁件所用刀具几何参数,工件几何、材料参数和加工工艺参数:根据设定的切削参数进行切削实验测量切削力,要求薄板/壁零件的板/壁厚方向与刀轴方向平行或垂直,将测量得到的切削力做傅里叶变换,保留幅值大于等于最大幅值十分之一的所有阶频率,记录其幅值、频率和相位,相加得到总切削力;再结合具体加工过程刀具轨迹,对总切削力沿垂直于板厚方向按下式投影,得到待预测响应的输入值:式中,Fc为经实验测量和傅里叶变换后得到的工件坐标系中总切削力,Fi为傅里叶变换后保留的第i阶切削力,m为傅里叶变换后保留的切削力的总阶数,Fxi,Fyi,Fzi分别为傅里叶变换后保留的第i阶x方向,y方向,z方向切削力,δx(t),δy(t)分别为刀轨在工件垂直于板/壁厚平面移动的参数表达式,A为方向投影矩阵,T表示转置运算;薄板/壁零件的板/壁厚方向与刀轴方向垂直时,A=[001];薄板/壁零件的板/壁厚方向与刀轴方向平行时A=[cosκ-sinκ0],κ为x坐标轴方向正方向与薄板/壁零件的板/壁厚方向的夹角;步骤2:通过abaqus有限元分析软件建立包含配重包络层子结构和工件子结构的系统三维模型,将整体系统划分为nW个节点,其中包络层子结构分为nM个节点,每个节点包含3个自由度;接着通过该软件线性扰动分析功能中的频率分析模块,获得整体系统的质量矩阵和刚度矩阵其满足如下特征方程:式中W是整体系统的模态振型向量,MP、KP和是工件子结构的质量矩阵、刚度矩阵和模态振型,MM,KM和是配重包络层子结构的质量矩阵、刚度矩阵和模态振型,D=ω2,ω是系统的固有圆频率;步骤3:根据薄板/壁件的几何形状,将配重布局沿垂直于薄板/壁件厚度方向的表面均匀离散为N个位置,通过下式计算对应布局下系统的模态振型和固有频率:式中Dij是第j个配重布局下系统的第i阶固有圆频率的平方,Dij=ωij,Wij是第j个配重布局情况下系统的第i阶离散模态振型,E(ik(ε))是初等矩阵,ik是对应布局情况下包...

【专利技术属性】
技术研发人员:张卫红梁晓阳万敏杨昀
申请(专利权)人:西北工业大学
类型:发明
国别省市:陕西,61

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