文档介绍：附件在精镗中提供稳定高频振动的摩擦阻尼器
Evita Edhi, Tetsutaro Hoshi
摘要
在精镗过程中防止发生超过10000Hz的高频振动而造成***寿命降低问题的摩擦阻尼器已研制成功。新阻尼器结构简单,它由一个联接在主振动结构上的附加质量与一小块永久磁铁构成。其原理是简单的,利用库仑力和粘性摩擦将振动能量消散在阻尼器和主振动结构的接口之间。阻尼器对高频也有效,因此无需调谐,本文首先介绍了一种在精镗中消除高频颤振的摩擦阻尼器的典型设计,其有效性由切削试验得以证明,并保证刀尖的正常寿命。对这种新型阻尼器基本原理的理解在理论和实验分析中得以介绍。在镗削过程中这种新型阻尼器能够有效的防止超过5000赫兹的颤振。
关键词高频振动摩擦阻尼器精镗
1、引言
先前有研究报告称精镗中出现超过10000赫兹的高频颤振。这种频率首先发现于留在切削表面的振纹上,然后在切削实验中直接使用激光位移计测量得到进一步的证实。从镗刀的自然弯曲振动以及自我激发的切削过程中的动力学再生效果、内调制虚部的影响和x-y方向的循环发现了这种颤振。本研究的目标是防止这种颤振振动的发生。
预防切削颤振的有效措施可能是通过提高***系统的阻尼能力。阻尼能力是通过以下方面产生的:(1)包含在***系统接口处的某些微量滑动;(2)在晶界滑移内部振动引起的阻尼损耗(内耗);(3)在主振动结构和振动阻尼器接口处的摩擦。许多研究人员对不同类型的用以防止颤振振动,并提高镗刀或其他切削操作稳定性的阻尼器进行了研究。
该阻尼器已不是传统阻尼器的动态特性或冲击特性了,动态阻尼器包括额外的弹簧质量子系统,通过调节系统的固有频率,使之与主体结构相匹配。一般动态阻尼器设计包括任意方向的滑动或内部摩擦耗能的弹性材料。弹性阻尼器由一个或多个的自由移动机构组成,其原理是利用自由移动体撞击主体结构来耗散颤振能量。阻尼器受一定的速度影响才能有效的发挥其功能,因此不能适用于抑制低频振动。近来有报道一种动力与摩擦混合阻尼器,并发现它能有效地抑制低频振动。
本文中所设计的阻尼器必须能有效地抑制高达10000赫兹的高频率颤振,而且它的设计受到镗刀本身的工作空间及其自身大小的限制。它最完美的地方就是不需要调整。该
阻尼器在本研究提出一个大规模隶属永磁结构的概念。
本研究的目的是为了分析抑制高频振颤阻尼器的有效性及其阻尼特性。
为了实现这一目标,已进行一个类似于抑制精镗中高频颤振的切削试验以及理论和实验的能源阻尼耗能分析。
2、镗刀测试和阻尼器结构的构想
根据研究,在精镗中原本有一个高频颤振问题,镗刀本身包括一个直径分别为13毫米和20毫米的长悬臂杆和法兰。,以适应5毫米或孔径更小的阻尼器。该孔的位置选择在径向方向,因为我们已经知道高频振动在X-Y方向循环。当镗刀空转时,阻尼器被孔壁的离心力推动但可以再径向方向自由移动。上限用以保护运行中的阻尼器。
该阻尼器的有效性已经通过了检测并准备和其他镗刀做比较。
用作比较的工具之一具有相同直径的长悬臂杆即直径为13毫米,但其延伸超出了前沿10毫米并产生约5000赫兹的颤振振动。其他与之比较是16毫米直径悬臂式镗刀,将以更大的长径比产生较低频率的颤振振动。
新型摩擦阻尼器的基本结构是一个附加质量和永久磁铁的组合,其中质量平面平