基于模态分析的高频响伺服镗刀杆研究
　　
　　摘要
　　3000r/min下加工椭圆形活塞异形销孔,要求刀杆的进刀频率为100Hz普通的机械机构难以适应这种要提出了一种基于磁致伸缩材料的高频响伺服刀杆结构.以固有频率为优化设计目标,通过对刀杆结构的模态分析,对杆结构进行了优化设计.优化设计后的刀杆的各阶频率均远离使用频率,经生产验证,加工效果理想,为异形销孔高速密加工提供了一条新途径.
　　关键词
　　异形销孔,高频响镗刀杆,模态分析,ABQUAS
　　为了提高活塞销座的承载能力,活塞销孔通常设计为:横截面为椭圆形(椭圆度可固定 也可沿活塞轴向变化)纵截面为喇叭口形的复杂曲面形.变椭圆活塞异形销孔有时又称为非圆曲面形销孔
　　活塞异形销孔两大特点:一是曲面形状复杂,非圆曲面形的异形销孔是一种三维非轴对称空间曲面形二是加工精度高:型面轮廓度为0.0015mm,尺寸精度0.003mm,表面粗糙度Ra0.4.活塞异形销孔加工涉及复杂曲面的精密成型领域.实现活塞异形销孔的精密加工,关键在于精密微位移径向进刀机构.
　　围绕精密微位移径向进刀机构,国内外已进行了多年的探索,主要形成了4种进刀方式:偏心进刀式,弹性变形式,斜截式及机械仿形式,并衍生出多种组合加工方式.其中:偏心86cut.com进刀式可实现喇叭口形的异形销孔的加工.与斜截式相结合,可实现椭圆T喇叭口形异形销孔的加工.滨州渤海活塞股份有限公司(以下简称滨州活塞)依据此原理,设计成功我国第一台活塞异形销孔机床;弹性变形式依据施力方式的不同,又可分为液压伺服弹性变形式(意大利DAMUS公司机床方案)和机电伺服变形式(长沙国防科大及长沙一派公司机床方案);机械仿形式是德国KS公司机床方案.
　　以上几种方案,只可实现部分形状异形销孔的加工,无法实现变椭圆复杂曲面形状异形销孔的加工本文提出了一种基于磁致伸缩材料的活塞异形销孔加工方案,可实现各类异形销孔的精密数控化加工,并进行了试验,取得了较好效果.