用切削力矢量轨迹实时识别颤振状态

针对立铣加工过程中影响加工精度、效率和刀具寿命的切削颤振现象提出切削力矢量轨迹分散值评价法，并与传统的快速富里叶变换法（ＦＦＴ）进行比较．用ＦＦＴ分析时，需要预先采集大量数据，难于对机床加工过程实时控制；用切削力矢量轨迹分散值的计算方法，仅对机床主轴一个回转周期中的切削力信号进行采集，通过时域分析，快速评价机床的切削状态，可作为自动化加工过程实时监控的手段．     

裂纹转子的振动特性与裂纹参数识别

基于Euler-Bernoulli理论和局部柔度理论，给出了停机状态单一开裂纹转子的连续模型．数值仿真研究了裂纹深度和裂纹位置对转子固有频率以及振型的影响，并提出了利用固有频率和振型识别裂纹参数的方法，仿真算例验证了该方法的有效性和可行性．     

多自由度线性阻尼系统与机床主轴部件动态性能的状态空间分析

本文首先应用现代控制理论的状态空间分析法求出了多自由度线性阻尼系统的无阻尼固有频率ω_n、有阻尼固有频率ω_d、衰减因子σ以及在不同的激励下系统的响应.然后,将此法用于研究机床主轴部件.计算表明,应用状态空间分析法求解系统的有阻尼固有频率ω_d是较迅速的.本文还指出,如将状态空间分析法与频率特性分析法相结合,对研究此类系统的动态性能是较为方便的.最后,讨论了有关的结构与参数对主轴部件动态性能的影响.     

金属切削过程的分叉与突变

在非自由切削理论模型和最小能量原理的基础上，从理论上分析了金属切削过程中的分叉和突变现象，并得到了实验的证明．揭示了在同样的切削条件下，金属切削过程中可能呈现出不同的物理状态（分叉和突变），它依赖于切削的初始状态．     

依靠切削颤振试验识别品质系数

本文提出了利用切削颤振试验识别机床结构品质系数ＣＯＭ这一新方法．试验结果表明该方法测量精度高，重复性好，测得的ＣＯＭ与最小极限切削宽度之间的相关性很好．     

机床结构传递函数的辨识方法

从闭环切削系统的解耦阐明机床结构传递函数的辨识方法,对切削和非发削状态作了比较。实验表明两种状态下结构传递函数是有差别的,原因在于动载和静载条件不同,使得机床结构间的接触刚度和接触徂尼发生变化。还讨论了结构有效动柔度的计算方法,以左刃和右刃切削为例,分析了切削力方向变化对结构有效传递函数的影响。     

C6240F车床动态特性研究

本文根据机床的振动理论，对Ｃ６２４０Ｆ型车床进行了动态特性实验研究，通过对该机床的激振 试验，论证了机床的各阶固有频率，测定并论述了机床各振型，分析了该机床的薄弱环节，对机 床提出了改进设计建议。     

智能加工中心的视觉系统

提出了一个智能加工中心（ＩＭＣ）的实验系统方案，计算机视觉系统作为ＩＭＣ的感官部件，利用ＣＣＤ工业摄像机摄下机床工作台上的工件毛坯图像，在零件设计信息指导下，把待加工面抽象成一条封闭的平面曲线，据此识别工件毛坯及其安装状态，进而识别工件坐标在机床坐标系中的位置．从而将视觉信息作为工艺规划的依据．     

正常交通流下斜拉桥的振动模态测试

通常斜拉桥的振动检测在限制过桥车辆情况下进行，无法真实反映桥梁实际状态下固有的自振特性，同时也影响当地交通．文中提出利用过桥车辆作为激振源，选择对低阶模态敏感的测点作为参考点，把参考点的测试数据作为输入信号，其它测点的测试结果作为输出信号．通过判定参考点与其它测点相应信号的相干性来识别斜拉桥的固有频率与振型，共识别出天津永和斜拉桥前12阶固有频率和振型，各阶模态频率分阶清楚，振型曲线光滑，与未通车时的测试结果基本吻合。     

基于模糊神经网络的刀具磨损识别

为了实现刀具磨损状态的自动识别，采用机床功率法进行了刀具自然磨损和不同切削参数（切削速度、进给量和切削深度）对功率信号影响的实验。在此基础上，建立了功率信号的时序AR模型。在提取作为刀具磨损特征量的AR模型参数时，考虑了切削用量对模型参数的影响，提出了特征量选取的准则，使所提取的特征量更加实用化，通过具体自学习和良好函数逼近能力的神经网络获得了特征量对刀具状态的隶属函数，并利用模糊神经网Fuzzy ART实现了刀具磨损状态的自动识别，识别正确率为95%，说明所提出的方法是有效可行的。     

凸轮曲线切线包络加工方法的研究

通过对凸轮曲线加工方法的研究，提出了凸轮曲线切线包络加工方法的原理，并且对此方法进行了定量分析，为机械加工企业使用通过机床加工高精度凸轮曲线提供了有效的方法。     

平面端铣切削振动实验观察与计算机仿真

在切削试验和计算机仿真中观察分析铣削强迫振动与自激振动现象，通过比较试验，仿真以及前人研究结果，表明数字仿真可行，有优越性，分析了振动影响因素仿真确定稳定性极限产生误差的原因，发现机床模太参数影响远大于切削力特征值，证明建立多质量多自由度等效系统模型的必要。探讨了铣削振动消减措施。     

岩样切割机革新研究

对工程岩体钻取芯样进行试验是获得其物理力学性质的必要手段,而其中切割岩样又是一个必不可少的关键环节。传统的岩样切割机在耗能、效率、安全以及切割质量等方面仍然存在一些弊端需要改革,创新研究更具技术进步的新型岩样切割机尤为必要。研究内容主要针对传统机型刀架设置为悬臂,其支座处于运动状态,来回一趟仅能切出一个试样,空耗能源太大,而且悬臂端的微小位移给切出的试样带来较大误差。几年来,对切割机各主要部件的工作原理、运行协调、节能高效、安全环保等因素进行了一系列的革新研究,得出新型岩样切割机成果,其刀架主轴为简支梁,两端为固定铰支座,在主轴上可以等距离安装4～7个刀片,岩样在机外另有各种规格的送料板进行装卸,并由传输螺杆运送。与传统机型相比具有能源省、效率高、保安全、保质量、性能稳等许多优点,在岩土工程试验设备中值得推广应用。     

基于振动信号时域分析法的铣齿机故障诊断

高速干切数控螺旋锥齿轮铣齿机在铣齿加工过程中存在振动现象明显、稳定性差、加工精度低,所加工的工件齿面有振纹等技术问题。为了解决这些问题,通过对铣齿机的结构和切削受力进行分析,建立了铣齿机刀具主轴系统的振动模型。依据振动模型设计了基于铣齿机的振动测试实验方案;并完成了振动信号的采集。在信号处理中,为了从实验数据中解析出故障特征信息,采用了时域分析法中的波形诊断方法和数值分析诊断方法。根据振动信号的时域分析结果,得出了机床产生振动的根源,即机床主轴存在轻微的不平衡、主轴前轴承存在损伤和刚度不足的问题。研究结果为机床结构的优化设计提供了参考依据。     

描述切削过程动态稳定性的一个非线性理论模型

本文分析了切削过程中影响机床颤振的几个非线性因素;基于这几个非线性因素,建立了一个描述切削过程动态稳定性的非线性理论模型.文中还采用描述函数方法研究了切削系统的动态稳定性.     

Klingelnberg摆线锥齿轮运动优化与仿真

基于克林根贝尔格(Klingelnberg)摆线锥齿轮的对滚模型,利用轮齿接触区预报公式,根据复合形法寻优原理建立了运动优化方法,并进行了实例仿真验证·在优化数学模型中,以齿轮运动误差最小为目标函数,以刀盘压力角、刀盘装定角和刀盘工作半径等3个对啮合性能有敏感影响的机床工艺调整参数为设计变量·优化后的运动误差值比优化前有较大的减小·该方法可以快速有效地确定具有良好啮合性能的一组机床工艺参数·     

变速切削抑振机理

建立了再生切削颤振的衰减系数模型，采用频率扫描法，获得了稳定切削曲线，分析了任意宽下及变速切削时的系统频率和衰减系数变化，揭示了变速切削的抑振机理，提出了变速切削有效性的判定准则，生成了变速切削时的切削稳定曲线，为变速范围的选择提供了依据。     

机床切削系统的强迫再生颤振与极限环

本文首先对强迫再生颤振的机理进行了研究,指出这是一种由强迫激励激起的机床再生颤振失稳模态的共振,提出了强迫再生颤振的判别方法,并用于第二汽车制造厂M_x-4车床振动类型的判别.本文还提出了对稳态颤振下的机床切削系统建立门限自回归模型的原理,揭示了极限环与稳态颤振之间的关系,提出稳态颤振下的机床切削系统是一种轨道稳定的非线性系统,并用于M_x-4车床颤振的研究.     

机床颤振过程的试验与分析

通过一个专门设计的试验,揭示了切削颤振从产生到剧烈的全过程:颤振会在一个特定的切深下发生在一个特定的频率上;随着切深的加大,该频率上的振幅会逐渐增大;当切深达到另一个特定值时,剧烈的颤振会导致工件与刀具的短暂脱离;当切深继续加大时,颤振频率降低到一个新的频率上并保持不变。通过激振试验,确认了这2个颤振频率分别是工件系统和刀具系统的固有频率。从颤振能量补充和质量效应的角度分析,颤振应发生于2个最终执行部件之一。建立了一个具有2个颤振主动体的颤振模型,该模型更适合颤振监测和抗颤振结构改良的需要。     

铣削加工的最优化自适应控制

本文研究用 TP-801单板机作为自适应控制器的最优化自适应控制系统,建立了最小加工成本的数学模型,用随机决策方法给出了刀具寿命方程的经验表达式,提出了一种快速的在线优化方法.并在 XK-715数控铣床上进行了实验研究.结果证明,当切削余量或刀具磨损等因素变化时,自适应控制器可根据给定的输入和过程的输出信号在线优化切削条件,保证数控机床始终工作在最优状态.