主轴转速对车刀三向振动频域特性影响的试验设计(2)
3.1信号的分类 15
3.2信号的处理 16
3.2.1滤波 16
3.2.2信号的采样与截断 17
3.3信号的功率谱估计 20
4 车削振动试验系统总体设计 22
4.1传感器 22
4.2数据采集系统 22
4.2.1电荷放大器 23
4.2.2抗干扰滤波器 23
4.2.3 A/D转换器 23
4.3频谱分析软件 23
5 车削试验及数据处理 25
5.1试验目的 25
5.2试验设备 25
5.3试验方案 26
5.4试验步骤 27
5.5数据处理与分析 28
6 结论 36
结束语 37
参考文献 38
1 绪论
1.1研究意义
在机械加工过程中，最常用的加工形式就是车床加工。车床加工一般是采用车刀车削加工旋转的工件体。此外，在车床上还可使用铰刀、丝锥、扩孔钻和钻头等工具对某些工件进行相应的加工。因车床可以实现对盘、套、轴和其他具有回转表面的工件的加工，所以是修理装配和机械加工制造工厂中使用最多的一类机床。在使用车床的加工中，车削加工占有重要位置，这是因为它具有很多优点。首先，由于车削加工过程的稳定性，使其能有效地减少惯性力与冲击力。而且，它易于保证工件各加工面的位置精度，允许切削过程中采用较大的切削用量，有利于提高生产效率，增加经济收益。此外，其还适于对有色金属零件进行精加工，尤其是当有色金属零件表面粗糙度Ra值要求较小时，是不宜采用磨削加工的，这时需要用车削或铣削等加工方法。用金刚石车刀进行精细车时，更能使零件表面达到较高质量。除了以上所述优点外，车削刀具简单，车刀制造、刃磨和安装均较为方便。
但车削加工也是一个很复杂的过程，车削中由于工件受力不对称，或者工件单面受力，导致常常发生振动现象。振动是一种特殊形式的机械运动, 指机器或结构物在其静平衡位置附近随时间作往复振荡运动, 是一个状态改变的过程[1]。车削加工过程中, 刀具和工件之间的振动，破坏和干扰了正常的切削加工，因此是一种有害的振动。这种有害振动会使工件表面产生振纹，往往会影响其形状精度、尺寸精度、位置精度和表面粗糙度，严重时甚至会使零件因无法满足图样要求而报废[2]。此外振动还可能使刀具在切削过程中发生崩刃，工件产生松动，尤其是在强烈振动时常常会使车刀产生崩刃现象(这个问题对于性质较脆的硬质合金刀具和陶瓷刀具来说尤为严重)，使切削加工过程无法进行下去，严重的还会使工件脱落，造成人身和机械事故[3]。随着我国机床工业的飞跃发展，要求机床零件的制造精度和表面质量有更高的标准，从而使机床振动问题的研究成为研制、生产和使用机床等部门必须面对的重大课题，因此，分析研究车削加工中振动产生的原因并采取相应的措施来消除或减小振动是非常必要的。
本文主要研究不同主轴转速对车刀三向振动的影响，利用振动信号采集仪来采集、分析振动信号，对其进行频域分析研究，得出自功率谱密度曲线及其对应频率分布曲线。同时还进行了相同切削参数下初等磨损、中等磨损、严重磨损三种车刀的对比，以此研究哪种车刀对车削加工更为有利。
1.2研究现状
1.3课题研究内容
第一章为绪论，主要介绍了车削振动的研究现状，车削振动的研究意义，并阐述了本课题的研究内容，研究方法与技术路线。