本發(fā)明屬于機械加工，具體涉及一種用于鎂鋁合金零件精密車削的長懸伸刀桿主動抑振方法。

背景技術(shù)：

1、冗余框為深腔結(jié)構(gòu)，冗余框為鎂鋁合金材料，當使用車床對冗余框進行車削時，需要選用長懸伸的車刀桿才能滿足車削的軸向進給距離。但是長懸伸刀桿的剛性較差，再加上車削鎂鋁合金的時零件剛性也差，因此在車削冗余框內(nèi)腔時，長懸伸刀桿會發(fā)生顫振現(xiàn)象，造成冗余框深腔內(nèi)出現(xiàn)振紋、刀具崩刃，因此長懸伸刀桿的顫振問題成為制約鎂鋁合金零件的精密車削精度及表面完整性的技術(shù)瓶頸之一。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種用于鎂鋁合金零件精密車削的長懸伸刀桿主動抑振方法。

2、本發(fā)明的上述目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

3、一種用于鎂鋁合金零件精密車削的長懸伸刀桿主動抑振方法，包括如下步驟：

4、步驟一、根據(jù)長懸伸刀桿的振動頻率、加工工件的切削參數(shù)及材料特性計算獲得與車刀桿的振動頻率接近的階數(shù)的振型；

5、步驟二、根據(jù)步驟一中最終獲得的振型數(shù)據(jù)，確認長懸伸刀桿變形最大的響應(yīng)點位置ai，其中，i＝1或2或3；

6、步驟三、將中心開圓孔鋁板粘貼到長懸伸刀桿上，鋁板的中心圓孔的圓心與響應(yīng)點位置ai重合；

7、步驟四：將中心開孔的主動應(yīng)變片膠粘貼到鋁板上，且主動應(yīng)變片的撓性變形方向與長懸伸刀桿的桿身一致，主動應(yīng)變片的開孔圓與響應(yīng)點位置ai重合；

8、步驟五：將中心開孔的三元乙丙橡膠片粘貼到主動應(yīng)變片上，三元乙丙橡膠片的開孔圓心與響應(yīng)點位置ai重合；

9、步驟六：利用硅橡膠將鋁板、主動應(yīng)變片、三元乙丙橡膠片除開孔以外的裸露位置覆蓋；

10、步驟七：在鋁板、主動應(yīng)變片、三元乙丙橡膠開孔位置內(nèi)，以間隙配合的方式插入加速度計，并將加速度計粘貼到響應(yīng)點位置ai處；

11、步驟八：將加速度計、主動應(yīng)變片與信息采集及處理設(shè)備連接，將信息采集及處理設(shè)備與電腦進行連接，確保數(shù)據(jù)傳輸；打開信息采集及處理設(shè)備，電腦上開啟設(shè)備信號解析軟件，調(diào)試串口，確保數(shù)據(jù)傳輸有效；

12、步驟九：開始加工工件深腔車削過程；開始車削后，信息采集及處理設(shè)備采集加速度計傳輸?shù)募铀俣刃盘柌鬏數(shù)诫娔X對應(yīng)設(shè)備的軟件中，利用軟件解析加速度信號，并利用控制算法實時計算出長懸伸車刀桿1響應(yīng)點位置ai處的振幅，并對主動應(yīng)變片施加信號，使主動應(yīng)變片產(chǎn)生與響應(yīng)點位置ai處振幅相等且方向相反的撓性變形，實現(xiàn)實時抵消長懸伸車刀桿響應(yīng)點位置ai處的顫振振幅，抑制長懸伸車刀桿的顫振。

13、而且，步驟一具體為：

14、通過仿真軟件對長懸伸車刀桿1進行前三階的模態(tài)分析，獲取其前三階的振動頻率及振型；通過加工工件的切削參數(shù)以及材料特性計算出車削過程中加工工件的振動頻率；通過將加工工件的振動頻率與長懸伸刀桿1的前三階模態(tài)比較，確定前三階模態(tài)與振動頻率相對接近的階數(shù)，并保存其該階振型。

15、而且，步驟三中，鋁板厚為0.5mm。

16、而且，步驟五中，三元乙丙橡膠片的厚度h為：2mm＜h＜5mm。

17、本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果為：

18、(1)本發(fā)明應(yīng)用主動應(yīng)變片產(chǎn)生的撓性變形抵消長懸伸刀桿的顫振振幅，實現(xiàn)實時在線顫振檢測及抑制。

19、(2)本發(fā)明利用仿真軟件定位長懸伸車刀桿響應(yīng)點位置ai處，利用主動應(yīng)變片消除此位置的顫振，可從源頭上抑制顫振的發(fā)生，效果顯著。

20、(3)本發(fā)明選用延展性較高鋁片作為應(yīng)變片的基體，可使主動應(yīng)變片產(chǎn)生的撓性變形最大限度的作用到長懸伸刀桿上，增強了抑制顫振的效果。

21、(4)本發(fā)明中利用快干膠將刀桿與鋁板、鋁板與主動應(yīng)變片、主動應(yīng)變片與三元乙丙橡膠片接觸面粘接牢固，形成剛性連接，增強了抑制顫振的效果。

技術(shù)特征：

1.一種用于鎂鋁合金零件精密車削的長懸伸刀桿主動抑振方法，其特征在于：包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鎂鋁合金零件精密車削的長懸伸刀桿主動抑振方法，其特征在于，步驟一具體為：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鎂鋁合金零件精密車削的長懸伸刀桿主動抑振方法，其特征在于，步驟三中，鋁板厚為0.5mm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鎂鋁合金零件精密車削的長懸伸刀桿主動抑振方法，其特征在于，步驟五中，三元乙丙橡膠片的厚度h為：2mm＜h＜5mm。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及用于鎂鋁合金零件精密車削的長懸伸刀桿主動抑振方法，包括：計算獲得與車刀桿的振動頻率接近的階數(shù)的振型；根據(jù)獲得的振型數(shù)據(jù)，確認刀桿變形最大的響應(yīng)點位置；將中心開圓孔的鋁板粘貼到刀桿上與響應(yīng)點重合位置；將中心開孔的主動應(yīng)變片膠粘貼到鋁板上與響應(yīng)點重合位置；將中心開孔的三元乙丙橡膠片粘貼到主動應(yīng)變片上與響應(yīng)點重合位置；覆蓋鋁板、主動應(yīng)變片、三元乙丙橡膠片除開孔以外位置；在鋁板、主動應(yīng)變片、三元乙丙橡膠開孔內(nèi)插入加速度計，并粘固到響應(yīng)點位置；連接加速度計、主動應(yīng)變片與信息采集及處理設(shè)備；車削后，根據(jù)解析獲得響應(yīng)點處的振幅，使主動應(yīng)變片產(chǎn)生與響應(yīng)點處振幅相等且反向的撓性變形，實現(xiàn)抑制刀桿的顫振。

技術(shù)研發(fā)人員：高建,范志成,張彬,李立杰,劉雙月,張世先,董妍
受保護的技術(shù)使用者：中國船舶集團有限公司第七〇七研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6