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.     

数控车削加工虚拟仿真教学平台研究

数控车削加工虚拟仿真平台是应用AuthorWare和Visual Basic 6.0软件开发的网络实验教学软件.内容包括数控车削设备认知模块、数控车削加工编程认知模块、数控车削加工虚拟仿真模块三部分.该平台通过图形、声音和动画等多媒体形式把数控车削加工相关知识有机的结合起来,以一种简便快捷易懂的方式呈现给学生.学生可以通过网络进入虚拟仿真平台,进行数控车削加工编程的相关知识的学习和实践.该虚拟仿真平台的开发是对网络实验教学很好的探索.     

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.     

车削颤振稳定性预测软件研究与开发

针对金属加工过程中颤振预测软件实现的工程需求,设计了车削加工颤振稳定性叶瓣图实验测试软硬件系统,研究了软件实现算法中的关键问题.首先,搭建了由采集卡、加速度传感器、模态力锤组成的硬件系统,开发了具有频响函数测试和稳定性叶瓣图生成功能的系统软件.其次,设计了交互式软件采集及分析界面,研究了基于C#编程语言频响函数测试过程中多通道高速同步触发采集的实现算法,开发了具有由频域分析方法获得颤振稳定性叶瓣图功能的C#类.最后,对CJ0625车床加工系统进行稳定性预测,结果表明软件预测结果与实验结果相吻合.     

考虑切入效应的立轴平磨再生稳定性分析

本文在考虑磨削过程砂轮与工件之间相对振动速度的基础上,提出了一个包括切入效应在内的动态磨削力模型和相应的磨削过程框图,并据据磨削系统的特征方程,推导出相应的无条件稳定判别式,由此绘制了极限磨削宽度b_(11m)和工作台转速N_w之间的理论稳定性曲线。     

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。     

数控加工过程三维动态仿真系统的研究

本文着重研究了数控加工过程的三维动态仿真,包括几何仿真和物理仿真。利用面向对象的编程方法建立了一个比较精确的数控加工动态仿真系统。     

车削过程中的振型关联颤振稳定性分析的新方法

系统的自激振动(颤振)是其内部激振力引起的受迫振动。本文采用与以往不同的,简捷的方法对车削过程中振型关联颤振的稳定性进行了分析,并得出了与以往相同的分析结果。     

用时序建模和频带平均法监测车削过程中的刀具磨损和颤振

在机械加工过程中，切削刀具的磨损和颤振不稳定现象，常常限制了机床的充分使用。刀具磨损和颤振过程的有效的监控系统，可以大大减少对机床加工过程参数的限制，从而优化了生产过程。在监测和区分这两种现象时，人们提出的一个带有挑战性的问题是：刀具磨损和颤振对基本性能的影响通常是十分错综复杂的。     

UG在数控车削加工仿真中的应用

介绍了UG软件的数控车削模块,阐述了利用UGNX对典型工件进行数控车削编程的一般方法和过程,实现了UG软件在数控车削加工仿真中的应用。     

外圆切入磨再生颤振稳定性理论及评价方法

为减小磨削过程中再生颤振现象以提高工件磨削质量,基于再生颤振机理,同时考虑工件及砂轮再生颤振,分别建立外圆切入磨工件、砂轮再生颤振动力学模型．研究了符合外圆切入磨特点的稳定性分析方法并绘制稳定性图,进而提出外圆切入磨再生颤振稳定性评价方法．磨削试验结果与理论分析一致,验证了外圆切入磨再生颤振模型及稳定性理论的正确性．     

立铣再生颤振闭环控制系统的设计

基于再生颤振机理,研究和建立动态铣削加工振动系统的闭环控制系统,以及其传递函数模型.应用模态分析理论,研究加工振动系统的复模态振型,实现其传递函数矩阵模态参数,包括模态质量、模态阻尼和模态刚度等的辨识,为动态铣削加工振动的预估和有效控制奠定理论基础.     

铣削加工颤振稳定性可靠度的计算方法

铣削过程中的系统参数往往具有随机性,严重影响了铣削加工的稳定性.利用BP神经网络综合分析了随机因素对铣削加工过程的影响,提出了一种铣削加工再生型颤振稳定性可靠度计算方法.建立铣削加工再生型颤振动力学模型,使用全离散法获取铣削稳定性叶瓣图.利用神经网络拟合极限轴向切深的函数表达式,再分别使用蒙特卡罗法和一次二阶矩法进行可靠度计算.结果表明,基于BP神经网络的方法兼具高效和精确的优点.     

基于误差分解的数控机床热误差叠加预测模型及实时补偿应用

针对数控机床热误差变化复杂而难以用常规方法预测的问题,将温升过程的热误差按不同的误差因素分解为静态基准误差和温升影响误差2个部分,分别建模并叠加生成热误差整体预测模型;利用所建模型对一台典型三轴数控铣床进行热误差预测;同时,结合自主研发的误差实时补偿系统,采用模型预测值对机床热误差进行实时补偿.结果表明：所提出的模型可以准确预测温升过程中任意温度的变化状态和坐标位置的热误差;模型预测值对机床热误差的补偿效果显著,可大幅降低热误差对加工精度的影响.     

数据挖掘技术在数控机床可靠性分析中的应用

数控装备的可靠性研究的故障模式及影响分析方法通常采用频率法,该分析方法效果良好但过于繁琐。为此,采用数据挖掘技术中的关联规则方法,找出零(元)部件或系统可能发生故障原因和故障模式,为故障模式分析提供有效的方法。并给出关联规则算法的具体步骤。实例证明,该方法实用,有效。     

一种改进的非线性铣削力建模与仿真

综合考虑再生振动效应和刀具偏心模型对动态铣削加工过程的影响．改进并建立具有较高预测精度的非线性圆周铣削力数学模型和铣削加工过程闭环控制系统．通过对比铣削动力学实验数据和计算机仿真结果验证了该模型的有效性和预测能力．     

基于3次样条插值的数控机床几何与热复合定位误差建模

通过分析机床整个温升直到热平衡的误差数据,总结误差分布的数学规律,将热误差和几何误差分离,运用基于压紧样条条件下的3次样条插值算法,以线性拟合后的余差为建模数据,建立了数控机床几何与热复合定位误差数学模型.实验结果表明,该数学模型能很好地拟合数控机床定位误差曲线,补偿后数控机床定位精度提高了80%以上.该方法可运用于不同时刻或不同机床温度下的机床定位误差补偿,建模原理明了、过程快速,模型适用性好.     

基于时间序列算法的数控机床热误差建模及其实时补偿

提出了一种基于时间序列算法的机床热误差建模方法.通过时序算法综合分析软件,对实测的热误差数据进行预处理、模式识别、模型参数估计、循环定阶判别以及模型整合,建立表征机床热误差变化规律的实时补偿模型,并通过判别温度变化趋势,实时调整模型迭代系数.通过实时补偿系统,利用所建立的热误差补偿模型对数控机床的热漂移误差进行实时补偿加工.结果表明,工件的径向尺寸误差从补偿前最大的112μm降低到7μm,机床加工精度和稳定性大幅度提高.     

基于嵌入式技术的数控系统开发设计

针对基于PC的数控系统的不足，提出了基于嵌入式微控制器和嵌入式实时操作系统的数控系统开发设计的新方法，旨在增强数控系统运行的稳定性和任务调度的实时性．设计了以MC68F375和MCX314为双CPU架构的硬件开发平台，规划出了基于Vxworks的层次化软件结构体系和任务调度运行机制，设计了一种引导型的二次开发平台的理论模型，在此基础上设计出了TDNCM4数控系统的原型机，并将其应用于四轴加工中心TDNC-M40A的设计上，探索出一条数控系统开发设计的新途径．