杨建江,何立东*,陈 钊,2,王 健

(1.北京化工大学 高端机械装备健康监控与自愈化北京市重点实验室,北京 100029;2.北京航天动力研究所,北京 100076)

0 引 言

由于重量轻、强度高等结构特点,薄壁工件已经在航空航天领域得到了广泛应用[1]。但薄壁工件在铣削加工过程中,因材料不断被去除,零件的刚性随之下降,容易产生铣削振动,致使工件的表面质量降低,加工精度变差,甚至导致产品报废[2,3]。

目前,铣削振动主要通过铣削参数的在线调整、刀具结构的优化设计、提高系统结构的刚度和阻尼等方法进行控制[4]。比如变速切削方法,改变齿距、螺旋角、锯齿状切削刃等刀具参数,或是使用特定工件夹具保证工件刚性等[5-7]。在这类振动控制方法下,机床、刀具的性能一般难以充分发挥,对加工效率有一定程度的影响[8]。

振动的主动控制是指被控对象在振动时,根据传感器检测到的振动信号,通过控制系统相应的算法进行实时计算,驱动作动器对被控对象施加一定影响,从而达到抑制或消除振动的目的[9]。这种“以动制动”的控制方法,很好地应对了被控振动系统参数的时变性造成的复杂振动情况,近年来已经在航空航天、机械加工、船舶等方面有了较为广泛的应用[10,11]。基于振动主动控制方法具有自适应性强、减振效果明显、减振频带宽等特点,将其合理应用于铣削加工的振动抑制中具有相当重要的意义。

本文将主动阻尼振动控制方法应用于铣削加工系统中,搭建铣削振动主动控制实验台,利用电磁作动器向铣削加工系统施加作动力,从而实现对铣削系统振动的主动控制;通过分别向加工工件和铣床主轴施加作动力,对比主动阻尼装置对薄壁工件铣削振动的控制效果。……