振动钻削中的振幅损失与补偿研究蒸馏设备九江实验筛划线机铜过滤器We

振动钻削中的振幅电能仪表损失与补偿研究

振动钻削是通过给钻削加工系统施加某种有规律的振动(振幅A，频率p)，通过周期性地实现刀具与工件的接触和分离，从而在圆周上形成切屑的薄弱环节，人为控制切屑的形成与折断过程。只要振动参数(振幅A，频率p)匹配合适，无论加工何种材料，选择何种切削角度，都能可靠地实现断屑和自主控制切屑尺寸。但加工经验证明：在振动加工的凸轮－刀具－工件系统中，由凸轮机构预设的振幅值，经钻杆传到钻头进行加工时，尽管振动频率保持不变，但是会产生显著的振幅损失。由于振幅值对切屑的折断以及控制切屑尺寸都有很重要的影响，所以振幅损失给人为控制振动钻削加工过程带来极大的障碍。因此，了解振动钻削加工过程中的振幅损失因素、估算损失量并采取相应措施进行预防或补偿，是振动钻削可靠断屑和稳定排屑的基础。

1 振动钻削中振幅损失因素分析图1所示是振动钻所用的仪器以电子管、晶体管电路为主削加工原理简图。凸轮在外部电机的带动下高速旋转，迫使钻杆作一定振幅和频率的简它具有很高的活动性谐振动，对工件进行振动加工。在该系统中，影响振幅损失的因素主要有：(1橡胶模)凸轮高速旋转时，从动件(即钻杆)的惯性力较大，整个机构会发生弹性变形，使得钻杆工作端的实际位移与凸轮轮廓所预定的名义位移存在一定的差距；(2)对深小孔进行振动钻削时，由于振动刀杆的刚性较差，使钻杆受压后产生弯曲变形；(3)对工件来说，由于受到周期性的强烈冲击，它将产生振动响并且配备了安全防护;应，即出现一定振幅的振动，该振动在与激振力存在相位差时，会使部分振纤维板幅损失。上述三种因素所引起的振幅损失并不能进行简单的叠加，由于振动的存斜挎包在，使得振幅损失值也以一定的周期出现，而各因素所引起的振幅损失量之间存在相位差，使振幅损失量在整体上表现为加强或减弱。因此，若分别计算三种振幅损失量，则很难确切了解整个系统振幅损失值。本文将建立一个涵盖三种振幅损失因素的数学模型。

c:钻杆阻尼 cf:工件阻尼 k:钻杆刚度 kf:工件刚度 m:系统的当量质量

图2 振动钻削系统的物理模型

2 模型的建立与求解建立一个既能反映实际系统的动力学特性，又能科学地运用数学工具分析的模型，是振幅损失分析的关键。在振动钻削中，凸轮推程段是振幅损失的主要部分，这时钻头压在工件上对工件进行钻削加工。建立数学模型时把处于该状态的凸轮—刀具—工件系统作为一个统一体进行分析。设凸轮—刀具—工件系统的工作端的动态位移为y，由凸轮轮廓和系统几何尺寸所确定的工作端的当量位移即静态位移为yc(yc=Acoswt)，则工作端的动态位移偏差即振幅损失量为yc-y。根据实际情况把切削系统结构进行简化，由此建立的振动钻削系统的单自由度动力学模型见图2。 根据图2所示的物理模型，由牛顿定律得