切削颤振控制技术的研究现状

分析了研究中常用抑制切削颤振手段的抑制颤振机理和切削颤振在线监控技术的技术要点和研究现状.介绍了超高速切削、超声波振动切削等先进加工手段在抑制切削颤振方面的应用.指出切削颤振控制技术的可能发展方向是先进的在线监控技术与先进的加工技术相结合.     

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。     

时变金属切削过程颤振的研究

本文根据时变金属切削过程的概念,采用对信号分段的AR模型描述其时变性,并用于第二汽车制造厂Mx-4车床颤振的研究.文中对时变金属切削过程颤振的AR谱特性、颤振模态的阻尼率、时变系统的特征根这三个方面都进行了深入的研究,指出了时变金属切削过程颤振的特点,提出了颤振状态下的机床切削系统仍然是稳定系统的观点.文中的分析结果较好地解释了Mx-4车床颤振的一些特有现象.     

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。     

动态切削中振动频率和切削转速的关系

基于切削再生颤振理论，研究动态切削过程中振动信号的颤振频率与切削转速的关系，据此建立了相应的数学模型，通过实例分析，验证了该数学模型。     

变进给切削过程的动态稳定性——关于韧性材料可靠断屑方法研究之三

通过切削试验分析研究了变进给切削过程的动态稳定性,决定了颤振域限计算和测量了极限切削宽度和颤振频率。建立了重叠系数公式,找出了重叠系数与极限切削宽度之间的关系,用“仰制—激发—仰制”颤振的新假设来解释变进给切削过程的动态稳定性。并研究了在自激振动下强迫振动的影响,从而得出了变进给切削过程的动态稳定性高于匀进给切削过程的动态稳定性的结论。 最后还讨论了这一研究对实际生产的应用价值。     

简化非线笥切削颤振数学模型

以非线性再生颤振理论为基础，推导出一种简化的再生颤振数学模型。这一模型是与非线性模型等效但方差最小的单自由度系统自由振动微分方程，且它能够很容易地得出解析解，还能够很好地解释以往的线性模型无法解释的非线性现象，便于切削过程的稳定分析及切削颤振发展过程的研究，利用这一模型还可以求出切削颤振的幅值。通过计算机仿真，取得了满意的结果。     

简化非线性切削颤振数学模型

以非线性再生颤振理论为基础，推导出一种简化的再生颤振数学模型．这一模型是与非线性模型等效但方差最小的单自由度系统自由振动微分方程．且它能够很容易地得出解析解，还能够很好地解释以往的线性模型无法解释的非线性现象，便于切削过程的稳定性分析及切削颤振发展过程的研究，利用这一模型还可以求出切削颤报的幅值．通过计算机仿真，取得了满意的结果．     

颤振模型对稳态误差分析的影响

通过理论分析和计算机仿真研究了经典切削颤振模型的稳态误差，发现该误差值随切削条件的变化而大幅度变化，这导致数控机床切削动态特性的仿真结果严重失实。在分析经典模型不足的基础上建立了一个新的切削颤振模型，理论分析和仿真表明新模型的稳态误差趋于零，它为数控机床的切削动态特性仿真提供了可靠的数学模型。     

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。     

机器人铣削加工稳定性影响因素

机器人铣削加工时容易发生模态耦合颤振,对刀具和机器人本体造成伤害,从而导致机器人定位精度降低.为了研究机器人铣削加工稳定性的影响因素,进行大量的铣削加工实验,研究主轴转速、轴向切深、进给速度、刀具悬长、顺逆铣以及切削材料等因素对于机器人铣削加工稳定性的影响.结果表明:在一定范围内,主轴转速越低、进给速度越快、轴向切深越大、刀具悬长越短、采用逆铣、材料硬度越大越容易导致模态耦合颤振的发生,且主轴转速和刀具悬长对于模态耦合颤振影响显著.     

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.     

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。     

基于PCA—SVM模型的切削颤振预报

针对切削加工过程中颤振孕育的动态模式,提出一种基于PcA—SVM模型的颤振预报新方法。建立切削加工振动信号的识别模型,进行FFT变换,再归一化处理,把数据送人PCA—SVM模型,对变换后的切削实验数据进行学习、训练,得到PcA—sVM识别模型;提取切削加工过程的振动信号,送给PcA—sVM模型进行颤振情况分析与识别。试验结果表明,具有较好的颤振预测性,颤振预报正确率达到95．5％以上,提高了运算速度,为颤振预报提供了充足的时间。     

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。