[發明專利]一種車削大螺距梯形外螺紋的振動測試方法

有效

• 申請號: 201610118492.3
• 申請日: 2016-03-02
• 公開（公告）號: CN105699035B
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 姜彬;孫彬;李哲;崔琎
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙)23209
• 代理人: 榮玲

1.一種車削大螺距梯形外螺紋的振動測試方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟一、設計并構建出一個用于測試螺距16mm梯形外螺紋車削振動的實驗裝置，該裝置由機床、螺距16mm梯形外螺桿、粗加工螺紋車刀、精加工螺紋車刀、二個高頻傳感器、二個低頻傳感器和振動信號測試分析系統組成；

步驟二、安裝螺距16mm梯形外螺桿、高頻傳感器和低頻傳感器，螺距16mm梯形外螺桿采用機床主軸端部的三爪卡盤和機床尾座上的頂尖定位、夾緊，在機床上部最接近主軸端部的固定位置處和刀具底部各安放一個高頻傳感器，在機床最接近主軸端部的固定位置側面和刀具側面各安放一個低頻傳感器；

步驟三、刀具分別采用粗加工螺紋車刀和精加工螺紋車刀進行車削，在機床主軸空轉、機床主軸帶動工件空轉和刀具切削三種工況條件下，分別通過兩個高頻傳感器和兩個低頻傳感器檢測機床主軸和刀具的振動響應，具體是：首先，變換不同轉速，測試機床主軸空轉時主軸和刀具上的振動響應，判別機床的動力穩定性；其次，變換不同轉速，測試機床主軸帶動工件空轉時主軸和刀具上的振動響應，識別工件的離心力的振動響應；最后，采用預定轉速和進給速度，測試切削過程中主軸和刀具上的振動響應，識別刀具的切削力振動響應；

步驟四：從步驟三中檢測的振動響應中的振動時域和頻域信號中提取峭度K、刀具切削前的振動加速度a_T、切削過程中的振動加速度a_t、頻譜值E_p、主頻f_p和主頻數量m_p，再根據式(1)、式(2)利用a_T和a_t求解出第一均方根值a₀和第二均方根值a_rms：

a0=1j·ΣT=0T′aT2---(1)]]>

arms=1i·Σt=0t′at2---(2)]]>

式中：T為切削前振動信號的采樣時刻，T'為切削前振動信號的采樣總時間，t為切削過程中振動信號的采樣時刻，t′為切削過程中振動信號的采樣總時間，j為T'時間內采樣數量，i為t′時間內的采樣數量，T在0～T'時間內按時間間隔T'/j的整數倍取值，t在0～t′時間內按時間間隔t′/i的整數倍取值，提取振動特征參數為FR_SZ＝{K,a_rms,a₀,m_p,f_p,E_p}，根據獲取的FR_SZ檢測機床振動、離心力振動與切削力振動對大螺距螺距16mm梯形外螺桿車削過程的影響；

步驟五：建立以刀具的切削力為主要激勵的振動判據為a₀＜＜a_rms，建立以機床振動和工件空轉的離心力為主要激勵的振動判據為a₀≈a_rms。