在线变刀具几何角度抑制机床颤振的研究

本文从机床颤振理论出发,提出了一种新的抑制颤振方法——在线变刀具几何角度方法。通过试验,分析了变刀具前、后角的一些参量如变动方向、变动量、变动率以及刀具前、后角本身对抑制颤振的影响。结果表明:这种方法能够有效地抑制颤振。     

基于机电耦合特性的数控机床切削颤振控制系统①

数控机床切削过程中受到颤振作用容易出现偏差,为了提高数控机床切削的稳定性,提出基于机电耦合特性的数控机床切削颤振控制方法。构建数控机床切削的激光跟踪同步测量模型,采用非接触的应力特征分析方法进行数控机床切削的轮廓误差三维高精度校准,根据机床平面轮廓误差进行反馈控制,采用机电耦合特性调节的方法进行数控机床切削过程中的随动接触测量,采用多次重复性测量的方法进行数控机床切削颤振抑制,采用机电耦合跟踪校正的方法,实现数控机床切削颤振控制。仿真结果表明,采用该方法进行数控机床切削颤振控制的稳定性较好,测量精度较高,提高了数控机床切削颤振控制能力。     

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.     

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.     

基于粒子群算法的飞机鲁棒控制律设计

针对参数不确定飞机的颤振问题,采用粒子群算法优化鲁棒性能加权函数,用μ综合方法设计了飞机颤振抑制纵向控制律,并使用平衡截断法对所得到的控制器进行了降阶。仿真结果表明,采用μ综合方法设计的飞机颤振抑制纵向控制律具有较强的鲁棒性和指令跟踪能力。     

机床切削系统的强迫再生颤振与极限环

本文首先对强迫再生颤振的机理进行了研究,指出这是一种由强迫激励激起的机床再生颤振失稳模态的共振,提出了强迫再生颤振的判别方法,并用于第二汽车制造厂M_x-4车床振动类型的判别.本文还提出了对稳态颤振下的机床切削系统建立门限自回归模型的原理,揭示了极限环与稳态颤振之间的关系,提出稳态颤振下的机床切削系统是一种轨道稳定的非线性系统,并用于M_x-4车床颤振的研究.     

数控铣床切削颤振全反馈控制系统设计

为了对切削颤振进行检测与控制,自主设计了基于专家系统的数控铣床切削振动控制软件.依据切削振动信号的变化,根据专家系统的原理,得到机床控制参数.将该参数反馈到数控机床控制系统的PMC中,能够有效地控制机床的主轴转速、进给速度等切削用量,实现了对切削振动的全反馈自动控制.有效地控制了切削颤振,从而在不影响加工质量的前提下,实现高效切削.研究对专家系统原理应用于对数控机床切削颤振的控制有突破,该成果可以广泛应用于各类数控机床.     

GMA再生型颤振系统的稳定性及其控制

综合考虑再生型颤振对工件及超磁致伸缩微致动器的影响,建立了超磁致伸缩微致动器车削颤振系统非线性动力学模型。根据Lyapunov第一次近似稳定性定理及霍尔维茨判据对其进行了稳定性分析及控制研究,讨论了系统参数对GMA颤振系统稳定性的影响。同时采用简单自适应控制方法对颤振系统进行了控制研究。结果表明:车削的极限宽度、工件的质量及其等效刚度对系统的稳定性有明显的影响;简单自适应控制方法可有效抑制再生型颤振对系统稳定性的影响。     

GMA再生型颤振系统的稳定性及其控制简

综合考虑再生型颤振对工件及超磁致伸缩微致动器的影响,建立了超磁致伸缩微致动器车削颤振系统非线性动力学模型。根据Lyapunov第一次近似稳定性定理及霍尔维茨判据对其进行了稳定性分析及控制研究,讨论了系统参数对GMA颤振系统稳定性的影响。同时采用简单自适应控制方法对颤振系统进行了控制研究。结果表明：车削的极限宽度、工件的质量及其等效刚度对系统的稳定性有明显的影响;简单自适应控制方法可有效抑制再生型颤振对系统稳定性的影响。     

再生型颤振系统的Hopf分岔分析与控制

考虑一类单自由度的非线性再生型切削颤振系统,利用多尺度法分析系统时滞参数对解稳定性的影响,并在此基础上采用非线性位移反馈控制抑制Hopf分岔引起的颤振.理论分析和数值模拟结果验证了所给控制方法在切削颤振控制模型中的有效性.     

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。     

依靠切痕信息提高机床动态特性的判别精度

用切削颤振的极限切削宽度来衡量机床的动态特性,会受到稳定性图上早垂状规律所产生的误差以及颤振阈限不准的误差等因素的影响,使判别精度下降。依靠切痕信息,既能准确地确定颤振阈限,又能对试验得到的极限切削宽度值作合理修正,从而大幅度提高机床动态特性的判别精度。     

用再生谱分析技术对立轴平磨进行动态设计

本文应用再生谱计算技术分析了立轴平磨系统中的颤振频率、颤振增长率和特征根在复平面的分布情况,并应用该技术探讨了机床工艺参数和模态参数变化对系统稳定性的影响效果。应用再生谱可非常简便直观地确定机床系统的敏感模态,并能对机床薄弱模态的修改效果给出一个定量的评价。     

机床振动学研究的历史回顾与展望

阐述了开展机床振动学，特别对颤振现象研究的意义，回顾了研究发展的历史，归纳了颤振发生的原因及影响因素。论述了浅性切削过程模型的局限和建立非线性模型的必要，说明了机床结构动力学等效系统模型从单质量到多质量多振动自由度的必然发展，并提及用迭代法来体现切削过程与机床结构间的相互作用，对用方法进行稳定性极限计算的不卟以及在时域内采用计算机仿真方法的优越性作了分析，基于以上讨论，展望了机床振动学研究的发展。     

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。     

用切削力矢量轨迹实时识别颤振状态

针对立铣加工过程中影响加工精度、效率和刀具寿命的切削颤振现象提出切削力矢量轨迹分散值评价法，并与传统的快速富里叶变换法（ＦＦＴ）进行比较．用ＦＦＴ分析时，需要预先采集大量数据，难于对机床加工过程实时控制；用切削力矢量轨迹分散值的计算方法，仅对机床主轴一个回转周期中的切削力信号进行采集，通过时域分析，快速评价机床的切削状态，可作为自动化加工过程实时监控的手段．