基于切削参数和刀具状态的铣削功率模型

以经典铣削力模型为基础，同时考虑刀具磨损的影响，建立了基于切削参数（主轴转速、进给量、背吃刀具（即切削深度）、工件材料及刀具材料）的铣削功率模型。试验证明，该铣削功率模型能正确反映铣削功率信号与刀具状态及各种切削参数之间的关系。     

一个改进的铣削切屑厚度的模型

在本文中提到一处新的综合性的模型，该模型综合并扩展了以前分析及数学模型的重要特征：使用的系统建模方法可逐步地、有规则地增大模型的复杂直到获得希望的性能水准。新模型的应用能导致速度，对机库和刀具和切削过程进行监控的度和可靠性的大幅度提高，并在实际加工条件与与模型的精确度作了比较。     

高速铣削曲面工件表面粗糙度的仿真

当前采用高速铣削方式铣削具有曲面结构的零件应用非常广泛,为达到所加工的零件要求的表面粗糙度选择合适的行距和步长对生产成本、劳动生产率都有很大的影响。本文针对球头铣刀在高速铣削、低切削量的条件下,分析Bezier双三次曲面构建原理,总结出走刀轨迹的公式。以实际生产中表面粗糙度的主要影响因素主轴的回转偏心和轴向窜动,结合刀轨迹的公式提出具体仿真算法,并且在实际应用中加以验证。     

在Matlab/Simulink环境下的动态铣削力仿真

以圆周铣削颤振理论为基础，考虑瞬态切屑厚度及刀具有效前角对动态铣削力的影响，建立一种更准确且更实用的圆周铣削过程的动力学模型．运用数字仿真技术，在Matlab／Simulink环境下建立铣削力系统的计算机仿真模型；利用已有的试验数据，对动态铣削力模型进行了仿真研究．仿真结果表明，该模型的有效性和合理性，能够正确反映铣削力与各种切削参数之间的关系以及刀具的振动状态．     

基于近似模型的机床铣削质量稳健性优化设计

在铣削加工优化设计过程中,设计变量的不确定性通常被忽略,这容易导致优化解违反优化设计约束条件.为此,本文基于近似模型方法,开展铣削参数的多目标稳健性优化设计研究.在该优化设计方法中,采用多项式响应面模型和径向基函数模型近似模拟铣削过程最大铣削力、铣削后工件表面粗糙度两目标函数与铣削线速度、每齿进给量两设计变量之间的隐式关系,采用NSGA-Ⅱ多目标遗传算法结合蒙特卡洛模拟方法对比分析了针对铣削参数的常规确定性优化以及考虑设计变量波动的稳健性优化.结果表明：稳健性优化后的铣削参数有效地降低了铣削加工过程中的铣削力,提高了加工后工件表面质量,同时优化解具有较高的可靠性.     

铣削过程中刀具损坏的监测

刀具损坏的监测是实现机械加工自动化的必要措施。它早已引起国际机械加工学术界的重视,並已取得一定的进展。但迄今为止,对于在线的旋转刀具,由于切削信息收集和传感器设计存在较大困难,因而对铣削过程中铣刀损坏的监测技术仍进展不快。刀具损坏包括刀具破损和刀具磨耗。前者引起刀头和工件不相触,后者带来铣削扭矩增加。因此,切削信息采集已经做到,信息传输和处理也变成可能。本文系作者在美国威斯康辛大学期间,就参与承接美国通用汽车公司委托的科研任务而做的实验工作加以阐述,並对今后设想提出建议。     

6000系铝合金腔体铣削加工工艺的优化

本文介绍了Al-Mg-Si铝合金材料（6061T651）的铣削加工工艺,探讨了数控高速铣削加工工艺条件的优化问题,针对铣削加工过程中遇到的装夹方案制定,刀具选择和加工参数确立等方面问题提出了相应的解决方法,并运用此方法把薄壁铝板坯料铣削成为腔体。     

微通道铣削加工工艺的实验研究

为了实现微通道的高效加工,提出利用微细铣刀对铝合金薄板进行微通道阵列结构加工,并通过改变加工工艺参数的方法,系统研究了铣削加工参数(背吃刀量、进给速度和主轴转速)对微通道的几何尺寸的影响规律。研究结果表明:选用直径为0.4mm铣刀的条件下,加工出微通道的宽度随着背吃刀量和进给速度的增大而逐渐增大,且背吃刀量的影响较为明显。在6 000~21 000r/min的主轴转速范围内,随着主轴转速的增加,微通道的宽度尺寸变化不大。因此,通过选择优化的切削加工工艺参数,可以实现微通道阵列结构的加工。     

低刚度铣削工艺系统的弹性铣削力建模方法

为了提高高速加工过程中薄壁结构件的加工精度,针对低刚度工艺系统的形变特点,建立了低刚度铣削工艺系统的弹性铣削力模型.该模型中基于弯扭剪耦合弹性力学理论,推导出了工件弹性铣削形变的解析式;并考虑到工件和铣刀的弹性形变共同引起铣削啮合角的变化,推导出啮合角的表达式.通过铣削力和铣削变形仿真以及铣削试验验证得知:铣削力与工件的铣削形变密切相关,工件的法向铣削分力是引起工件形变的主要因素.最后,经铣削力试验验证了实测结果和仿真结果具有较好的一致性.     

刀具偏心和变形对球头铣刀铣削力的影响

为了预测数控铣削加工过程中球头铣刀的铣削力,将刀具沿轴向平行地分割为许多很小的切削微元,刀具受到的铣削力为参与切削的各切削微元的受力之和.根据刀具铣削力与切削负载之间的经验公式,综合考虑刀具偏心、力变形和热变形,推导出三维进给状态下瞬时切削厚度表达式,建立球头铣刀铣削力模型并对模型进行仿真.结果表明,刀具偏心和变形对铣...     

冷铣刨机系统的数学建模及仿真

在建立的冷铣刨机整机系统数学模型的基础上,对铣刨机3种铣削深度下的作业速度与滑转率之间的变化规律进行了仿真研究.结果表明:在3种载荷下冷铣刨机的作业速度接近最大时,其滑转率为23%;当变量泵的排量继续增加时,机器作业速度几乎没有增加,而滑转率迅速增加.     

空间带端面圆的圆度误差评定方法

为实现平行双关节坐标测量机快速、准确的评定空间中任意位置带端面圆的圆度误差,基于最小二乘法原理,提出一种利用空间三维坐标信息进行圆度误差评定的算法。该算法可运用于坐标测量机软件中,并将传统三坐标测量机对特殊圆形工件的多步测量简化为一步测量。程序运行结果表明,该算法是准确可靠的。这为方便、快捷的评定特殊圆形工件提供了技术支持。     

微细铣削加工表面形貌的分形特征

微细铣削加工表面形貌特征的评价与表征对微细切削加工表面的形成机理、加工表面的形成与工艺参数之间的关系等的研究有重要意义。应用分形几何理论,采用盒计数法对微细铣削加工表面形貌进行研究。结果表明:微细铣削表面具有明显的分形特征,其盒计数维数在1.32～1.42之间,说明其加工表面形貌比较复杂,同时证明加工表面轮廓的分形维数D与表面粗糙度Ra没有相关性,进而可以从分形维数D与表面粗糙度Ra两方面对微细铣削加工表面形貌特征进行综合评价。     

Modelling of gear stochastic vibration considering non-white noise errors

A model to simulate the non-Gaussian non-white-noise random errors of gears is developed with the influence of rotational speed considered. The gear transmission errors is first decomposed into harmonic and random components based on the spectral analysis. Then, a second-order Markov process with time-variant parameters is used to simulate the non-Gaussian non-white-noise random component of gears. The second-order Markov process is used as a shaping filter. The input of the filter is a white Gaussian noise process, and the output is the random erros of gears. Furthermore, a new dynamic and stochastic simulation model for the rotational bivration of gear transmission system is proposed. The influences of the random errors on vibration acceleration are examined by use of the developed simulation system.     

对Ringbom终点误差理论的补充研究

对Ringbom的终点误差公式理论进行了分析,指出了Ringbom的终点误差公式只适用于无指示剂参加终点过程的终点误差计算,不适用于有指示剂参加终点过程的终点误差计算,并研究了有指示剂参加终点过程的终点误差计算公式,以此作为对Ringbom终点误差理论的补充和完善.     

湿法球磨结合表面改性制备贮氢合金粉

研究湿法球磨结合KBH4表面改性一步处理法对AB5型贮氢合金晶体结构和电化学性能的影响，并比较此新方法和先湿法球磨制粉后表面处理两步法制备的贮氢合金粉的电化学性能。研究结果表明：采用此新方法能显著提高贮氢合金的综合性能；当KBHt的浓度为0．08mol／L时，利用此法制得合金粉的晶体主相仍为LaNi5相，出现Al2Os杂相；其电化学容量变化不大；达到最大容量的活化次数从12降低到5；放电中值电压从1．22V升高到1．28V；倍率为2C的放电效率从79．0%提高到86．1％，容量保持率S200从74％提高到86％。     

A semi-analytical approach for stiffness modeling of PKM by considering compliance of machine frame with complex geometry

Stiffness modeling is one of the most significant issues in the design of parallel kinematic machine （PKM）. This paper presents a semi-analytical approach that enables the stiffness of PKM with complex machine frame geometry to be estimated effectively. This approach can be implemented by three steps： （i） decomposition of the entire system into two sub-systems associated with the parallel mechanism and the machine frame respectively; （ii） stiffness modeling of each sub-system using the analytical approach and the finite element analysis; and （iii） generation of the stiffness model of the entire system by means of linear superposition. In the modeling process of each sub-system, the virtual work principle and overall deflection Jacobian are employed with special attention to the bending rigidity of the constrained passive limb and the interface stiffness of the machine frame. The stiffness distribution of a 5-DOF hybrid robot named TriVariant-B is investigated as an example to illustrate the effectiveness of this approach. The contributions of component rigidities to that of the system are evaluated using global indices. It shows that the results achieved by this approach have a good match to those obtained through finite element analysis and experiments.     

基于数控铣床的工件表面粗糙度建模

目前,切削中表面粗糙度及轮廓的仿真(预测)虽然不少,但是,由于他们所考虑的因素不同、针对不同的加工方法、所用的数学和物理方法不同,所以他们所建立的仿真模型不同,使用范围也是不同的。总之,在这领域内的技术还不是很成熟,特别是在国内,物理仿真还是比较少的。针对这种情况,本文建立了轮廓最大高度Rz与切削参数vf、ae、vc间关系的表面粗糙度预测模型,并进行了实验验证。