精镗中的摩擦阻尼器毕业课程设计中英文翻译、外文翻译、中英文翻译

中北大学信息商务学院 外文翻译 精镗中的摩擦阻尼器 学生姓名： 李蓉 学号： 12020143 系 别： 机械工程系 专 业： 机械设计制造及其自动化 指导教师： 黄晓斌 职称： 副教授 2016 年 6月 2 日 1 of in by as of is by at of in is to be It as a is by of an to of is in at no is at a of by of in in of of is at ,0001. in in is of is to of as a or a In be by of of be to of or of 2 is no of in of as in if is to of of is to of by of is to be in be by of is i) at in (at a by (at an on of to to of or by of or of of of to of is to by or of of or of is to by of to be to at A of to be to In is to be at as 0,000it be of to It is no in of a of to by of is to of in at 3 To in to in as as of of 2. in be as a is in in it be as a in s of is as E I 4 w ( x , t ) x 4 + r A 2 w ( x , t ) t 2 = f ( x , t ) , (1) x is t f(x,t) E s I of of of to is be as a of an of ()(),(1ii i (2) (xi(i=1,2, ) of in ,.,)()(0 i (3) is of of be in of . . . ,2,1),()()( 2. (4) 4 i th ,.,2,1,)(),()( 0 (5) It be in a of as a of is in n of n=1. of by 1) 1 ),()()(),(),( 2244 c (6a) by B of is of . 1), ),()()(),(),( 2244 c (6b) of in of by as 1)-(4),. . . ,2,1),()()()()( 22. (7) b= is of i th 7) an no in in of is ) , .()()()()(2)( 22. (8) iis a , 5 i . he a of of a 13mm 0mm a A 5.5 is at of to of mm or of is in -Y to in as is in is to of by is to in of A is to of as in as as of 30mm at ,0006mm L) to D) at of is of a to on a to of be or A a be is to of of in 4. of o of in of to 3mm as it is in In is on of a a 6 is to of of in is to be by 13 32 5mm 5mm A on a is 30m/of no A is of in is 5, 15, of 6mm to of In is by a on a on of is by 5. of of at n to of of a by an a 6mm 7 70mm as ,700Hz at of is by A an is on of as as is to of is at f of at by At x of of by of s by is f,as x of is is on or is x a .3 6. n a of to in a is in of in it of or to of a on of it is to to or of of as in In on a is to in of by by of To at as 0,000as 8 in of a a by of a of to by It by at to to a of is in to at is is to to be at of to is at ,000to no of is a of as of by r. Y. r. M. 9 精镗中的摩擦阻尼器 摘要： 镗削的加工性能经常受加工中振动的影响。在各种振动来源中 ,再生颤振是最不利的。它不仅限制了切削深度，对表面质量也有不利的影响，同时也会损害工具寿命。尽管加工系统是一种分布式的系统，通用的控制器是根据一个简化后的单自由度切削过程模型来设计的。这是因为大部分切削过程只存在着一个主导模式。然而，简化后就会出现一些问题。首先，因为系统本身是分布式系统，理论上它是由无数个振动模型组成，当控制器仅仅控制主要的模型，被用来控制主 导模型的能量会激起原本静止的机构的振动，即引起所谓的溢流问题。第二、单自由度控制器设计的成功依赖于有效的精确的模型参数（如质量当量，刚度，阻尼 ） ，但不幸的是获取这些参数非常困难。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 金属切削中的振动总体上是受迫振动和自激振动引起的。受迫振动是由回转件的失衡引起的，比如失衡的驱动系统，伺服不稳定或者多齿零件的撞击。受迫振动可以认为是由振动频率和受迫力频率对比引起的，但相应的措施可以被用来减小或消除这些振动来源。 自激振动包括两部分：基本类型（不可再生类型）和再生类型。不可再生式自激振动出现在回转件的波动表面对系统的振动没有相影 响的时候，如车螺纹。因此它只和切削过程中受到的力有关。再生式自激振动是因为工具通过时，系统的振动和回转件的波动表面相互作用产生的，再生式自激振动对加工过程的影响最为不利。 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 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 过提高刀具系统的阻尼能力。阻尼能力是通过以下方面产生的：（ 1）包含在刀具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10 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。在杆的一端有一直径为 米的小孔，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，其中质量平面平行于主结构的振动方向。磁铁可以是不可分割的或者是可分割的都行。另一部件，垫片，可以插入到永久磁铁和主要结构之间，其目的是控制电磁力的大小。新型摩擦阻尼器在抑制高频振动的有效性已得到积极评价。 11 3、系统模型 加工系统通常可以被模拟成带有边界范围的一维分布式结构。对于一个不回转的镗削加工 ，工件比镗刀本身还硬。典型镗刀的扭转硬度比弯曲硬度要大，因此它可以被模拟成一种悬臂梁。使用一维分布式结构的弯曲欧拉梁，动力学平衡方程式如下： E I 4 w ( x , t ) x 4 + r A 2 w ( x , t ) t 2 = f ( x , t ) （ 1） x 是沿着横梁的距离， t 为时间， ),( 集中力， 为密度， 古 典偏微分方程的解决方案通常使用本征函数展开 。响应通过无数个组件模式之和来表达： w (x, t) = j (x )t)（ 2） )(和 )(i=1,2, )分别是系统的模态形状和模态坐标。这种模态形状通常使之标准化： r A j x )j j ( x ) d x = d i, j = 1 , 2 , . , （ 3） L 是悬臂梁的长度， 是狄拉克函数 运动的方程式可以用模态坐标来描述： . t ) + w i2 q i ( t ) = t ) , i = 1, 2 ., . （ 4） t ) = ( x , t )j x ) d x , i = 1, 2 , ., . (5) 应该指出，在实际中式组件的数量通常用 n 替代无穷。在一个主导模式的情况下，n =1. 在切削力和刀具在切削过后留下的起伏不定的工件表面 相互作用下，方程式 1变 为： E I 4 w ( x , t ) x 4 + r A 2 w ( x , t ) t 2 + k c B ( w ( t ) - m w ( t - T ) ) = f ( x , t ) , (6a) 工件材料和刀具形状决定的， B 是切削深度， T 是周期，是重12 叠因子， 在 0到 1之间变化，在最坏的情况下（ =1），上式变为： ),()()(),(),( 2244 c (6b) 运用模态坐标来表达动力方程式，和方程 1 到 4 相同的步骤： . . . ,2,1),()()()()( 22. (7) b= 是关于切削深度的无量纲参数，i 个模式下的自然频率。 方程式 7 是结构无阻尼自由振动微分方程，事实上因为没有纯粹的结构无阻尼自由振