发动机缸体多工序加工变形误差传递的建模与分析

定义了发动机缸体多工序加工过程(MMP)中涉及的4类坐标系,分析了基准误差、夹具误差和刀具误差等误差源在多工序之间的传递、耦合关系.采用有限元法对发动机缸体加工过程中由于切削力引起的变形进行仿真分析,将被加工表面的变形量与刀具误差进行耦合;利用多个特征点的微分运动矢量(DMV)来表征一个尺寸特征,对单点DMV误差流(SoV)的状态空间模型进行扩展,建立了基于点集DMV描述、考虑切削力所致变形的SoV模型.同时,通过B12型发动机缸体加工过程中的实测数据对理论模型进行验证.结果表明,所建立的变形SoV模型具有较好的实用性和有效性.     

基于相对误差的最小二乘法在切削力预测中的应用

对比分析高斯最小二乘法和基于相对误差的最小二乘法,后者的相对误差均值更小,适合保证实际值更小时的精度,更适合应用实际工程分析。在机械加工研究中,切削力通过应力、应变或测力仪传感器测量获得,使用成本较高,因此,提出了一种基于数控机床伺服参数的测量方法。测量得到电流环伺服参数TCMD和切削力,采用基于相对误差的最小二乘法,两者之间的关系模型,并将此关系模型应用于切削力的预测中。试验结果表明切削力可通过伺服参数进行预测,基于相对误差的最小二乘法的预测模型具有较高的精度。     

磁粒光整加工材料去除规律研究

分析磁粒在界面的磁场力，建立切削力数学模型，研究磁粒切削过程中材料的去除规律.以平面磁粒光整加工为例，通过单因素法实验分析填充率、粒径及磁极形状对去除量的影响，并对磁场力进行模拟测量.实验结果与理论解析相吻合.     

主轴电流信号中铣削力成分的时频分析及提取方法研究

通过电流信号间接监测切削力波动的方法在刀具状态检测中得到了广泛的应用. 但由于实测电流信号具有时变非平稳特性, 使得从电流信号中提取有用力信号表征成分存在一定的困难. 本文针对电流信号的非平稳时变特性, 基于切削力信号的频域分析, 应用小波分析方法来重构电流信号中的切削力表征信号量. 切削力测量试验结果表明文中所提出的重构方法能成功地应用于主轴电流信号, 完成加工切削力波动的监测.     

基于Copula EDA优化BP神经网络的表面粗糙度预测

为了提高预测机械加工表面粗糙度的精度,提出了基于Copula分布估计算法(estimation of distribution algorithm,EDA)优化BP神经网络的方法.以铣削45#钢为试验对象,采用控制变量法进行切削试验.在线测量主切削力、轴向力、径向力和振幅,并进行数据处理,得到相应切削力的平均值、标准差、均方根值及振幅,同时离线测量二维粗糙度R_a、三维粗糙度平均值S_a和均方根值S_q.对切削分力的平均值、标准差、均方根值及振幅与粗糙度做相关性分析,选择Kendall秩相关系数最大的主切削力平均值作为输入变量,输入BP神经网络和基于Copula EDA优化BP神经网络,进行训练和预测.试验结果表明:基于Copula EDA优化BP神经网络的预测精度总体高于BP神经网络的预测精度,对R_a,S_a和S_q的平均预测精度分别达到91.98%,91.03%和89.10%.     

圆弧铣刀瞬态切削力建模与数值仿真

提出圆弧铣刀(R刀)几何模型描述方法,建立基于机械力学的圆弧铣刀切削力预报模型.该模型分别考虑前刀面剪切效应与后刀面犁切效应,通过计算微元切削刃空间位置角和不同轴向高度处的切入、切出角方法获取瞬时切削区域,应用空间解析几何三维坐标变换原理实现微元切削力从局部坐标系向刀具整体坐标系下转换,借助科学计算软件Matlab实现数值仿真.模型中切削力系数由42CrMo4切削试验的切削力数据拟合得出.两组试验结果与仿真结果的对比,验证预报模型的有效性.     

EH360高强度钢的钻削加工性

高强度钢是具有一定合金含量的结构钢，属难加工材料。其特点是强度高、硬度高、耐磨性好。所以，其切削加工性差，主要是刀具耐用度和加工效率均低。本文从高强度钢EH360的组织结构入手，通过充分的理论分析和科学实验，对刀具材料、最佳切削用量进行优选，对动态切削力进行正交测量，为高强度钢的钻削加工提供了科学依据。     

端铣加工工件变形仿真预测方法研究

研究端铣加工变形的仿真预测方法.将理论计算与有限元方法相结合,提出采用加工过程离散与载荷等效的方法将瞬态铣削力和瞬态铣削热作为动态载荷施加于工件的有限元模型上,应用间接热-结构耦合场分析方法,模拟复杂工件的三维铣削加工过程.预测了工件在铣削力和铣削热作用下的变形情况.通过实例仿真及分析结果与实际加工情况的对比,验证了所提出的仿真预测方法的可行性与有效性.     

金属材料的动态静态可切削性研究及切屑的微观分析

本文将工件材料的动态和静态可切削性结合起来进行研究,通过实验分析了45号钢的不同热处理状态对可切削性的影响.同时对切削过程的切屑进行了微观分析研究,以探讨金属被切削的机理.研究表明:金属材料的动态切削特性和静态切削特性有本质不同,其大小亦有相当的差别;选择适当的热处理条件可以改善材料可切削性.