理论教育 磨削颤振运动的分岔分析及稳定性区域探究

磨削颤振运动的分岔分析及稳定性区域探究

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:为了分析磨削颤振运动,对方程进行了数值积分,并针对每一个p 的值记录了其对应的最大切削深度,且最终得到了分岔图。考虑如图4-3所示的磨削稳定性区域,我们分别构造了两幅不同的分岔图。可以看出当砂轮移动到工件中心附近,工件颤振具有最大的振幅,而当砂轮离开工件中心向其两端移动之后,工件颤振振幅会逐渐减小直到突然消失。由砂轮颤振振幅和工件颤振振幅形成的曲面在参数平面τw-p 上出现了叠加。

磨削颤振运动的分岔分析及稳定性区域探究

为了分析磨削颤振运动,对方程(4-17)进行了数值积分,并针对每一个p 的值记录了其对应的最大切削深度(dmax=max(d2)),且最终得到了分岔图。考虑如图4-3所示的磨削稳定性区域,我们分别构造了两幅不同的分岔图。其一对应于比较简单的情况(τw∈(79,84)),此时的砂轮和工件颤振区域是分离的,因此砂轮和工件颤振的情况可以分开讨论。然而,对应于比较复杂的情况(τw∈(66,70))两类颤振区域则相互叠加,因而此区域中的两种不同形式的颤振需要同时讨论。

首先,将简单情况的分岔图画在图4-4中。在稳定区域中,dmax停留在静态磨削深度上,因此这些区域中的磨削过程都能够保持稳定。然而在颤振区域,两个不同的曲面出现。具体来说,在砂轮颤振区域里出现了一个横跨p=0到p=1的曲面,意味着砂轮颤振几乎不会受到砂轮位置p 的影响。相对而言,一个圆锥形的曲面出现在了工件颤振区域上方,对应的情况为工件的颤振极大程度受到了砂轮位置的影响。可以看出当砂轮移动到工件中心附近,工件颤振具有最大的振幅,而当砂轮离开工件中心向其两端移动之后,工件颤振振幅会逐渐减小直到突然消失。

图4-4 在参数平面τw-p 上最大切削深度dmax的取值,该区域中(τw∈(79,84))的砂轮和工件颤振区间是分开的(www.daowen.com)

与图4-4相比,图4-5反映了一种更为复杂的情况。由砂轮颤振振幅和工件颤振振幅形成的曲面在参数平面τw-p 上出现了叠加。而在该叠加区域中,两种不同类型的颤振还会同时出现,至于实际加工中会出现什么样的情况则取决于系统的初始状态。

图4-5 在参数平面τw-p 上最大切削深度dmax的取值。该区域中(τw∈(66,70))的砂轮和工件颤振区间具有相互叠加的区域

有了图4-4和图4-5,就可能依照这两个分岔图,在时间轴上追踪p 的值,从而构造出整个往复式磨削加工过程中颤振的运动形式。

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