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基于含振动切削过程仿真的车刀的优化设计
摘要:车削生产时，会伴随着振动的出现，这不仅仅会对切削的过程有阻碍作用，同时，若振动严重会降低工件的质量，对机床刀具的生命周期也有着不可避免的影响，会降低其使用寿命。振动所发生的噪音还会对人的情绪产生负面效果，不利于工作的正常开展。现针对这一问题进行仿真，并对车刀结构进行优化来达到减振的目的。
关键词: 车削振动 有限元分析 刀具优化
前言:外圆车刀作为机械加工用刀具, 在实际生产中应用非常广泛。在生产中面临了一些与理论有所不同的地方如：震动、冲击阻尼、磨损等等不可避免的问题，学者们也就针对这些问题作出了相关的研究。下面是了解到的几个有关问题的探讨研究。
国内外研究概述:
一:从刀杆方面入手
2018年6月吴桃、常锡振对约束型减振车刀进行了优化分析。首先将约束阻尼层减振车刀简化成悬臂梁并推导出其共振峰值、共振频率与动刚度的关系;其次在ANSYS Workbench中对最大悬伸条件下减振车刀共振峰值随阻尼层厚度、约束层厚度的变化关系进行分析, 确定减振车刀的最优尺寸。从而设计出了一种抑制车削颤振的约束阻尼层减振车刀。
首先介绍了约束型车刀减振原理：刀具在加工过程中，由于基体层受到切削力等因素的影响，而发生弯曲振动。此时刀具的阻尼层和约束层也会随着基体层发生弯曲变形。通常约束层材料的弹性模量远远大于阻尼层的弹性模量，在相同结构尺寸条件下，约束层的刚度远远大于阻尼层的刚度;当约束阻尼弯曲时阻尼层的变形量要小于约束层的形变，由于约束层对阻尼层的形变有阻碍作用，从而在阻尼层内部会产生剪切应力和应变，正是由于阻尼层内部的应力应变的产生使得机械振动的能量得以消耗而达到减振的效果【1】。
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