一种颤振刀柄的设计方法技术

技术编号:41872721 阅读:30 留言:0更新日期:2024-07-02 00:24
本发明专利技术公开了一种颤振刀柄的设计方法,涉及颤振刀柄设计技术领域,包括以下步骤:S1:选定切削工艺、待加工材料、刀片及切削参数,确定激励动态切削力模型及其参数;S2:设计刀柄初始形状,选取刀柄材料,通过有限元分析软件以及理论计算公式确定刀柄的等效质量、等效阻尼和刚度;S3:将激励动态切削力模型及其参数以及刀柄的等效质量、等效阻尼和刚度代入激振模型,计算刀柄主振方向的振动参数,优化刀柄形状及材料使其位于合理振动参数范围内,完成刀柄的设计;S4:制造颤振刀柄,进行高效颤振切削。本发明专利技术能够精准地预测高效颤振刀柄的振动参数,保证刀柄自激振动的振幅和频率位于合理的振动参数范围内,实现了颤振切削刀柄的设计。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及颤振刀柄设计,特别是涉及一种颤振刀柄的设计方法


技术介绍

1、金属切削加工过程中的振动一直是影响生产制造的重要因素,所以如何抑制加工过程中振动的产生一直是研究的重点,然而,近些年来,超声振动切削技术重新将振动引入加工过程中,利用振动产生的分离效果达到降力、降温、提高刀具寿命的目的。但因其存在激振功率低、振动振幅小及结构复杂成本高等问题,限制了广泛地应用。

2、自激振动切削技术是靠刀柄系统自身切削能量产生几十微米振幅的自激颤振切削方法,具有结构简单、激振功率高、振动振幅大等优势,近些年来在高效颤振车削生成金属短纤维、高效颤振断屑钻削深孔、高效颤振粗磨降低烧伤、高效颤振延长刀具寿命、提高加工效率等方面得到应用,该技术的核心是保证机床的刚度和工件的装夹刚度远大于刀柄的刚度的条件下进行弱刚度刀柄的设计和制造,实现刀柄的稳态自激振动。然而,由于自激振动刀柄质量、刚度及阻尼在设计阶段较难获得以及激励动态切削力模型极为复杂,激振模型难以求解,所以现有的自激振动刀柄无法在前期设计阶段确定刀柄在实际加工中的振动参数,只能在后期加工过程中实测得到,本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种颤振刀柄的设计方法,其特征在于:包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的颤振刀柄的设计方法,其特征在于:所述S1中的切削参数包括切削线速度、切深和进给量。

3.根据权利要求1所述的颤振刀柄的设计方法,其特征在于:所述S1中的激励动态切削力模型包括再生型动态切削力以及摩擦型动态切削力,再生型动态切削力是由于振动引起的相邻两转切削厚度的变化而产生的,摩擦型动态切削力来源于刀片后刀面与工件表面的摩擦以及刀片前刀面与切屑的摩擦,激励动态切削力模型中的参数与切削工艺、待加工材料、刀片及切削参数有关。

4.根据权利要求1所述的颤振刀柄的设计方法,其特征在于...

【技术特征摘要】

1.一种颤振刀柄的设计方法,其特征在于:包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的颤振刀柄的设计方法,其特征在于:所述s1中的切削参数包括切削线速度、切深和进给量。

3.根据权利要求1所述的颤振刀柄的设计方法,其特征在于:所述s1中的激励动态切削力模型包括再生型动态切削力以及摩擦型动态切削力,再生型动态切削力是由于振动引起的相邻两转切削厚度的变化而产生的,摩擦型动态切削力来源于刀片后刀面与工件表面的摩擦以及刀片前刀面与切屑的摩擦,激励动态切削力模型中的参数与切削工艺、待加工材料、刀片及切削参数有关。

4.根据权利要求1所述的颤振刀柄的设计方法,其特征在于:所述s2中的理论计算公式包括:

5.根据权利要求1所述的颤振刀柄的设计方法,其特征在于:所述s2中的有限元分析软件用于分析刀柄主振方向上的刚度k和固有频率f,固有频率为一阶固有频率。

6.根据权利要求1所述的颤振刀柄的设...

【专利技术属性】
技术研发人员:张德远刘恒武文帅
申请(专利权)人:北京航空航天大学
类型:发明
国别省市:

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