[实用新型]一种线圈镗杆整体型磁流变液自抑振智能镗杆系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及机械镗削装置，尤其涉及一种线圈镗杆整体型磁流变液自抑振智能镗杆系统。

背景技术

机械产品中的精密孔，如发动机的汽缸孔等，往往是机械系统中最关键的部位，因为其加工困难，加工质量很难得到保证，一直是机械加工的难点。如何提高精密孔的加工质量和效率，业已成为机械制造业中亟待解决的重要课题之一。精镗是精密孔加工的一种重要方法，然而精镗过程中发生的颤振往往是造成精密孔加工精度低、表面质量差以及加工效率不高等问题的主要原因。此外，颤振还会加速刀具系统的磨损，产生强噪声并危害操作者的身心健康。为了解决镗削过程的颤振问题，国内外学者已进行了大量的研究工作，其中主要有：[1].在1995年召开的第四届IEEE国际控制应用会议的论文集第868～874页报道了布迪(Budi W.)等人在镗杆内部放置主动控制的电磁吸振器来抑制镗杆的颤振的方法；[2].在1995年6月在美国西雅图召开的ACC会议的论文集第739～743页报道了迈克尔(Michael)等人采用在镗杆内部放置主动控制的压电致动器来抑制镗杆的颤振的方法；[3].在1996年在美国迪尔伯恩召开的IEEE国际控制应用会议的论文集第235～239页报道了基潘(G.Pan)等人采用在镗杆内部放置主动控制的超磁致伸缩致动器来抑制镗杆的颤振的方法；[4].在1997年的《工具技术》杂志第31卷的19～21页报道了李启堂等人将动力吸振器应用于镗杆减振过程，可有效避免加工过程颤震现象的发生的方法；[5].在2002年的《中国机械工程》杂志第13卷的1827～1829和1855页报道了赵永成等人提出在精密孔加工过程中采用挤压液膜阻尼技术，在刀具系统与被加工件之间产生挤压液膜，形成液膜阻尼效应，使镗杆刀具难以起振的方法；[6].在1999年《International Journal of Machine Tools & Manufacture》杂志第39卷的1925～1934页报道了王民等人通过调节施加于电流变材料上的电场强度来改变整个镗杆的动态特性，并借以抑制切削颤振的方法。

针对上述镗杆颤振的控制方法，按照减振方式，可以归纳为三类：(1)被动减振方式。文献[4-5]中镗杆的抑振方式均属于被动减振方式，结构简单，但由于减振器固有频率一般不可调，只适用于扰频基本固定的情况，如果扰频在较大范围内变动，则效果不佳。(2)主动减振方式。文献[1-3]中镗杆的抑振方式均属于主动减振方式，它们能够在不同的工况下，根据传感器的反馈信号，对减振器固有频率进行连续的调节，减振效果优于被动减振方式，但是具有能耗高、成本高、可靠性差等缺点，使得实际生产过程难以推广应用。(3)半主动减振方式。文献[6]中镗杆抑振方式属于半主动减振方式，主要是通过改变减振设备的刚度或阻尼等动态特性参数来改善系统的响应，其减振效果优于被动减振方式，而且同主动减振方式相比又具有能耗低、可靠性高等优点，因此，半主动减振是一种理想的镗杆颤振抑振方式，但由于文献[6]中使用电流变材料，会带来一系列问题：①工作电压高，工作过程需要加载几千伏的高压电(2KV～5KV)；②适用温度范围窄，一般情况为10℃～70℃；③稳定性差，流变过程易受制造和使用中杂质的影响。针对以上问题，本实用新型提出了一种基于磁流变液的自抑振智能镗杆结构及系统。