1 引言:
钻直径小钻孔深的技术并不理想,加工精度差且生产率低。这些缺点主要因为切割过程中排屑不良。循环加工和高压润滑是目前工业解决方案,但产生了影响生产能力和环境问题。根据工具的轴向振动,出现了新的钻销技术,以便分解碎片并且增强排屑,而且不需要润滑剂和回流循环。自振钻孔技术生成刀具轴向振动(Guibert et al. , 2008)。特定的自振式钻头(SVDH)通过使用低刚度轴向弹簧和位于主轴和刀具之间的附加质量的组合来激发低能颤振的具体工艺参数。通过调节位于钻头(SDVH)和钻头架之间的弹簧的刚度和附加的SDVH质量,可以控制再生轴向振动以获得足够的切割参数。这些自激振动必须大于每齿进给,使碎片在没有外部能量的情况下碎裂。通过控制振动切割带来的变化包括降低平均力和温度的降低。所面临的的挑战是在适当的频率和幅度下调整和保持稳定的自激振动中的操作条件以获得靓号的切割质量。所以,代替许多传统的制造工艺,切割参数的选择属于不稳定领域。
本文提出了一种原始的方法来建立精确稳定的自激钻销操作。预测的整体系统的速度依赖传递函数,由主轴-SVDH-螺旋钻,以计算相关的动态稳定性叶图。
第二节中,介绍了主轴-SVDH转子动力学模型。实现了由Gagnol(Gagnol et al. , A,B)在协同旋转参考系中开发的特殊转子梁原件。滚动轴承的刚度矩阵计算在T.C.Lim的基础上制定一个静态功能点(Lim and Singh,1990),然后融入全球有限元模型中。旋转系统是通过铁摩辛柯梁理论推出的。来!自~优尔论-文|网www.youerw.com
关于主轴系统的建模和分析的文献显示,工具尖端FRF也受到主轴架工具接口的接触动力学的很大影响(Erturk et al., 2006; Schmitz et al, 2007)。上述接口的灵活性,在主轴动力学中起着很重要的作用(Ahmadian and Nourmohammadi , 2010) 。 主轴-SVDH-刀具组件中接触动力学的识别由Forestier的方法进行(Forestier et al. , 2011), 他在实验子结构特征的基础上,使用了接收耦合的方法。然后将识别的界面模型集成到全局模型中。然后通过比较数值和实验频率响应函数来验证全局模型。
在第三节中,通过考虑钻头的几何形状,切削参数和扭矩对推力的影响,开发出通用的高精度钻销模型。
第四节专门用于预测基于受控自激钻孔振动的适当钻孔条件。一个特定的不稳定性叶图阐述了,整合一个稳定分析出钻销力模型相关联的系统的总体结构模型的工具提示的频响函数。在Bayly模型的基础上(Bayly and Metzler , 2001)研究了螺旋钻的扭转-轴向耦合,并建立了对钻销不稳定性的影响。
第五节中,将稳定性叶图与实验确定的稳定性边界进行比较验证。通过钻头扭矩-轴向耦合,基于模型的稳定性叶图被修改,并与实验确定的稳定性极限相对应。