张明华, 杨国庆, 杨毅青,3, 高浩洋, 汪广平

(1. 北京卫星制造厂有限公司,北京 100094; 2. 北京航空航天大学 机械工程及自动化学院,北京 100191;3. 北京航空航天大学江西研究院,南昌 330096; 4. 航空工业昌河飞机工业(集团)有限责任公司,江西 景德镇 333001)

航空结构件中存在深孔结构,对其进行深孔加工时通常需要使用大长径比车刀。由于悬长增加,刀具刚性变差,导致切削颤振频发,造成机床或者刀具结构损坏和零件表面质量不达标等,严重制约了加工效率和加工精度的提高[1]。

针对切削过程中产生的振动,控制方法主要有主动控制技术和被动控制技术[2]。其中被动控制技术具有成本低、结构简单、可靠性高等优点,在工程实际中被广泛使用。被动控制技术主要包括耗能减振和动力吸振[3]。

耗能减振通过附加阻尼单元,利用相对运动对振动能量进行耗散,从而降低振动。Suyama等[4]设计了一种带有颗粒冲击阻尼的车刀刀杆,进行车削试验证明附加颗粒冲击阻尼器的钢质刀杆能够代替硬质合金刀杆,减振性能良好。Paul等[5]设计了颗粒阻尼车刀和质量冲击阻尼车刀,两种减振车刀均能提高刀杆刚度,抑制切削颤振,相比下质量冲击阻尼器具有更优的减振性能。Li等[6]提出了一种冲击阻尼器的优化设计方法,将其应用于车削过程中车刀的振动控制,可将非线性系统简化为线性系统,并具有较宽的频率带宽。Liu等[7]对约束层阻尼车刀进行动力学建模和分析,实现了约束层阻尼车刀的参数优化,对设计出的车刀进行了模态分析和试验验证,表明该车刀能显著提高阻尼比和加工稳定性。……