混联压电式三维椭圆振动切削过程中颤振现象的研究

三维椭圆振动辅助切削是近年来发展起来的一种很有潜力的精密超精密加工方法;其特有的摩擦力逆转和间歇切削特性不仅能有效地减少切削力,提高加工性能,理论上可以达到抑制切削颤振的目的。但是,实验中三维椭圆振动辅助切削对于颤振抑制的问题缺少相关研究;另外在不同切削条件下其本身是否具有稳定切削、防止颤振发生的能力也不得而知。为了研究三维椭圆振动切削过程中颤振现象,通过实验分析了普通切削与三维椭圆振动辅助切削过程中的时域振动信号,证明了后者对于颤振抑制的有效性;并对混联压电式三维椭圆振动切削过程中不同切削参数下的加工状态进行了划分。通过快速傅里叶变换以及计算相应切削状态下的表面粗糙度值,验证了三维椭圆振动辅助切削过程中的颤振现象。为进一步完善三维椭圆振动辅助切削技术,通过抑制颤振发生提高其加工精度以及表面质量提供了基础。     

混联压电式三维椭圆振动切削过程中的颤振现象

三维椭圆振动辅助切削是近年来发展起来的一种很有潜力的精密超精密加工方法;其特有的摩擦力逆转和间歇切削特性不仅能有效地减少切削力,提高加工性能,理论上可以达到抑制切削颤振的目的。但是,实验中三维椭圆振动辅助切削对于颤振抑制的问题缺少相关研究;另外在不同切削条件下其本身是否具有稳定切削、防止颤振发生的能力也不得而知。为了研究三维椭圆振动切削过程中颤振现象,通过实验分析了普通切削与三维椭圆振动辅助切削过程中的时域振动信号,证明了后者对于颤振抑制的有效性;并对混联压电式三维椭圆振动切削过程中不同切削参数下的加工状态进行了划分。通过快速傅里叶变换以及计算相应切削状态下的表面粗糙度值,验证了三维椭圆振动辅助切削过程中的颤振现象。为进一步完善三维椭圆振动辅助切削技术,通过抑制颤振发生提高其加工精度以及表面质量提供了基础。     

金属切削过程颤振的计算机模式识别及在线监控

本文从模式识别理论和切削过程的动态特性出发,建立了反映切削过程稳定性的模式向量平面.在此平面上,用模式向量端点的轨迹来刻划切削过程动态稳定性的变化,制定了颤振早期诊断的判据及其颤振的控制策略,并建立了切削过程颤振的在线监控试验系统.     

在机械加工中用变速切削抑制再生颤振

再生颤振几乎在所有实际的切削加工及磨削加工中都存在,从能量平衡角度来看再生颤振产生的机理,分析变动主轴转速时的能量转换来预测抑制再生颤振的效果,通过变速切削试验来总结抑制再生颤振的因素及变速切削的优缺点,进而实际应用变速切削,得到良好的加工表面。     

金属切削过程颤振预兆的特性分析

本文从模式识别理论与切削颤振特性出发,通过大量试验研究,讨论了几种特征信号的选择、模式向量的获得与特征主分量的抽取,提出了判别函数的构造问题,以便能在线及时判别颤振预兆的出现与否,为对金属切削过程颤振进行监控提供了前提条件。     

切削参数对系统动态稳定性的影响规律

本文基于所建立的描述切削过程动态稳定性的一个非线性理论模型,研究了机床主轴转速、进给量、切削宽度以及刀具前角和后角对系统动态稳定性的影响规律,并用计算机数字仿真分析了在线调整这些切削参数抑制颤振的效果.     

功率超声珩磨单颗磨粒再生型颤振建模

作为一种强烈动态自激振动,颤振在功率超声珩磨中极易发生且对零件加工质量和机床加工效率有广泛的消极影响.以切削颤振为基础,针对颤振中的再生型颤振,结合其在功率超声珩磨过程中的发生,以单颗磨粒作为研究对象,建立了功率超声珩磨单颗粒再生型颤振数学模型,并且确定了其运动方程.为抑制颤振的发生打下了坚实的基础,从而进一步提高被加工零件的表面质量,提高机床的加工效率.     

切削颤振过渡过程的实验研究及在线识别

本文通过车削实验所观察的原生颤振现象,分析了由平稳切削到颤振所经历的三个阶段,着重研究了过渡过程的规律。探索了在线识别、预报颤振的方法,设计了微处理机在线识别系统,并用此系统对切削颤振进行了在线监视实验。     

切削颤振过程的微机数字仿真

本文基于机床颤振的非线性理论模型,以微机数字仿真研究了金属切削过程的动态特性,得出了机床颤振的振幅稳定性、有限振幅不稳定性等一些不同于传统的线性理论的新结论.有实际意义的结论是:颤振振幅和切削用量有着密切的关系,因而合理调整切削用量能有效地抑制颤振的振幅.特别重要的发现是:抑制颤振并不一定要求以牺牲生产率为代价,有时增加切削负荷反而有利于抑制颤振.     

一种切削颤振监测技术的研究与实现

采用自主开发的外置式数控机床功能部件可重构监测系统的原型平台,研究开发了一种实用的切削颤振监测组件.针对有代表性的车削、铣削加工工艺,选择传统的振动加速度传感器拾取切削状态信息,选用时域方差和频域谱特征作为颤振发生的综合指标,采用监测数据与正常切削时建立的对比库进行比较的方法进行了颤振识别.在对颤振特征量及其阈值进行研究的基础上,进而使用C#编程语言来实现监测软件,通过引入延时机制和数据重叠处理技术,有效地提高了颤振早期预报的准确性和快速性.通过工厂切削试验对所开发的颤振监测组件进行测试验证,试验表明该组件的颤振诊断率可达到80%以上,证明了此监测方法对于工业现场的适用性.     

机床颤振的一种新的控制方法

首先评述了目前对机床颤振的各种控制方法,然后提出在线变刀具前、后角抑制颤振的方法,并讨论了这种新方法的抑振原理。试验表明,该方法效果明显。所研制的控制装置结构简单,不需对机床作任何改装,故有可能成为普通车床及数控车床上具有抑制颤振能力的一个功能部件。     

车削颤振时变可靠性预测

针对车削加工过程中刀具磨损使得切削力系数等加工参数不断变化,进而导致传统的颤振预测方法随着加工时间的增加预测精度大大降低的问题,将时变可靠性理论引入颤振预测中,用线性方程表示了合力切削力系数的均值随切削时间的变化关系,建立了时变稳定性和时变可靠性模型.获得给定加工条件下系统的时变极限切宽和时变颤振可靠度曲线.最后对提出的计算方法做了相应的实验证明.实验表明.提出的颤振时变可靠性预测方法能够更为准确地预测不同加工时间下的颤振.     

滞后型颤振信号相位测量的研究

切削力与振动位移的相位测量是开展滞后型颤振诊断工作的关键。本文利用互谱密度函数所包含的相位讯息来测量两颤振信号在主振频率成份上的相位差，并在实验方法上解决了在切削过程中测量切削力信号相对于加速度信号在主振频率成份上相位测量的技术难题。     

车削颤振的稳定区搜索控制

提出了车削过程的稳定区搜索控制方法，该方法通过在线建立动态车削力的二阶时序模型，对车削颤振进行预报，并根据预报结果，自动调节主轴转速，搜索车削稳定区，保证车削过程在稳定区内工作，车削试验证明，该方法可用效地抑制车削颤振的发生。     

薄壁零件铣削三维颤振稳定性建模与分析

以低刚度薄壁零件为研究对象,基于加工原理建立精确的铣削过程薄壁零件三维动力学模型,并在此基础上采用全离散解析法对颤振稳定域叶瓣图进行仿真分析及实验验证.结果表明:薄壁零件铣削加工系统的动态特性决定其动力学模型,铣削加工过程主轴转速与颤振临界轴向切削深度之间存在非线性关系,主轴转速对颤振稳定性影响较明显.当系统模态质量、阻尼比及固有频率增大时,颤振稳定性相应加强,同时叶瓣图形状分布随之改变.该理论模型对薄壁零件铣削加工过程切削参数的合理选择,表面加工质量和加工效率的提高具有一定指导意义.