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。     

基于再生理论的微小型正交车铣颤振

针对微小型正交车铣加工中的颤振现象进行分析,建立正交车铣的非线性延时微分方程组(DDEs),对正交车铣模型的DDEs进行线性化并利用Floquet理论对其分析,得到正交车铣加工的颤振频率。根据理论分析结果进行正交车铣颤振实验,通过分析加工表面的振纹齿数和加工过程中的振动信号得到切削过程中的颤振频率,实验结果和理论计算结果对比表明:微小型车铣颤振频率与二次Hopf分岔频率系列中的某频率相吻合,因此在微小型正交车铣加工中有二次Hopf分岔现象发生。     

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.     

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.     

虚拟车床动力响应系统的建模与实验

针对虚拟车削加工中振动问题,进行了车床的激振实验,在实验的基础上对切削振动的组成进行了分析,把切削振动分解为随机振动、受迫振动和再生颤振3部分,分别进行了建模,并分析了主轴旋转对其受迫振动响应振幅的影响·利用此模型比较完整地进行了车削加工振动过程的仿真,对车削加工的物理过程进行了更接近实际的预测,提高了虚拟车削软件的应用性·通过典型加工颤振的仿真与实验结果的比较,可以认为软件达到了预期的目的·     

三维超声振动辅助铣磨氧化锆陶瓷的试验研究

分析了三维超声振动辅助铣磨（Ultrasonic Vibration Assisted Grinding, UAG）中单颗磨粒的运动学,采用自主搭建的三维超声振动辅助铣磨加工系统,对氧化锆陶瓷进行超声振动辅助铣磨加工试验.在不同超声辅助条件下,对比铣磨氧化锆陶瓷的法向铣磨力、表面粗糙度和工件表面形貌,研究不同加工参数对三维UAG加工过程的影响规律以及三维超声对铣磨过程的影响.研究结果表明,铣磨氧化锆陶瓷时,法向铣磨力随超声辅助加工维度的增加而减小,三维UAG加工可有效降低其铣磨负荷,且加工参数对法向铣磨力降低幅度的影响最小;法向铣磨力降低幅度随进给速度与切削深度的增大而减小,随主轴转速的增大而增大.氧化锆陶瓷工件的表面粗糙度随超声辅助加工维度的增加而降低,表面形貌逐渐呈现更多的塑性划痕,加工参数对三维UAG加工表面粗糙度的影响最小.由此可见,三维UAG加工中,单颗磨粒切削轨迹长度的增大有利于其切削厚度减小,从而降低铣磨力并改善加工表面质量.     

精磨孔挤压液膜阻尼器减振效果仿真

仿真研究了精磨孔挤压液膜阻尼器设计参数对其减振效果的影响,提高了挤压液膜阻尼器对砂轮主轴的减振效果·根据达朗贝尔原理建立了切削状态下挤压液膜阻尼砂轮主轴中心运动轨迹的仿真模型,在不同的阻尼器设计参数下对挤压液膜阻尼砂轮主轴中心运动轨迹进行了仿真·根据仿真结果设计了挤压液膜阻尼砂轮主轴并进行了磨削实验·实验结果表明挤压液膜阻尼器有效地抑制了砂轮主轴的振动,使精密孔的加工质量提高了25%以上,验证了仿真结果的正确性,说明所建立的仿真模型是正确的·     

刀具前角对切削加工振动的影响（英文）

对机械加工中刀具前角对切削加工振动的影响进行了系统的实验研究和相应的理论分析,结果表明：随着刀具前角增加切削加工振动的振幅逐渐减小．当刀具前角γ０ ＜ ０°时,最大振幅产生在Ｖ＝ ５０～７０ｍ ／ｍ ｉｎ;而当γ０ ≥０°时,最大振幅产生在Ｖ＝ １６０～１８０ｍ ／ｍ ｉｎ．为精密和超精密加工中有效地抑制或避免切削振动提供了理论与实验依据     

一种切削颤振监测技术的研究与实现

采用自主开发的外置式数控机床功能部件可重构监测系统的原型平台,研究开发了一种实用的切削颤振监测组件.针对有代表性的车削、铣削加工工艺,选择传统的振动加速度传感器拾取切削状态信息,选用时域方差和频域谱特征作为颤振发生的综合指标,采用监测数据与正常切削时建立的对比库进行比较的方法进行了颤振识别.在对颤振特征量及其阈值进行研究的基础上,进而使用C#编程语言来实现监测软件,通过引入延时机制和数据重叠处理技术,有效地提高了颤振早期预报的准确性和快速性.通过工厂切削试验对所开发的颤振监测组件进行测试验证,试验表明该组件的颤振诊断率可达到80%以上,证明了此监测方法对于工业现场的适用性.     

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。     

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.     

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。     

钛合金Ti6Al4V铣削加工过程阻尼模型稳定性预报

钛合金的导热系数小、化学亲和性大,易与摩擦表面产生黏附现象,在加工过程中容易产生变形,导致切削力的波动,引起系统的振动.针对这种难加工材料,往往采取低速切削.在低速加工过程中,刀具与工件加工表面之间产生的过程阻尼对系统的稳定性影响尤为显著.以钛合金Ti6Al4V为研究对象,进行铣削加工实验,以基于摩擦颤振原理的过程阻尼模型为动力系统模型,给出其稳定性分析的全离散预报方法,得到的稳定性Lobe图与加工实验数据相吻合,有效地预报了钛合金Ti6Al4V在低切削速度条件下的加工稳定性,可以减少刀具磨损,提高加工质量.     

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。     

基于振动信号时域分析法的铣齿机故障诊断

高速干切数控螺旋锥齿轮铣齿机在铣齿加工过程中存在振动现象明显、稳定性差、加工精度低,所加工的工件齿面有振纹等技术问题。为了解决这些问题,通过对铣齿机的结构和切削受力进行分析,建立了铣齿机刀具主轴系统的振动模型。依据振动模型设计了基于铣齿机的振动测试实验方案;并完成了振动信号的采集。在信号处理中,为了从实验数据中解析出故障特征信息,采用了时域分析法中的波形诊断方法和数值分析诊断方法。根据振动信号的时域分析结果,得出了机床产生振动的根源,即机床主轴存在轻微的不平衡、主轴前轴承存在损伤和刚度不足的问题。研究结果为机床结构的优化设计提供了参考依据。     

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.     

基于3D模型的螺纹铣削加工仿真有限元分析

螺纹铣削作为一种先进的螺纹加工方法,研究其加工过程中切削力和切削温度的变化规律对提高刀具使用寿命及被加工表面质量具有重要的现实意义。以某可转位螺纹铣刀铣削加工45#钢为研究对象,在三维设计软件Pro/e中建立刀具三维实体模型,并导入金属切削工艺有限元软件AdvantEdge中进行铣削加工模拟仿真,得到加工过程中切削力和温度随时间的变化关系,对比分析了不同进给量的选择对切削力和切削温度的影响,分析结果为实际螺纹铣削加工及其进给量的选择提供参考。     

On-line Cutting Quality Recognition in Milling Using a Radical Basis Function Neural Network

Tool wear, chatter vibration, chip breaking and built-up edge are main phenomena to be monitored in modern manufacturing processes, which are considered as important factors to the quality of products.They are closely related to the cutting parameters, which are to be selected in manufacturing process.However, it is very difficult to measure directly the cutting quality based on on-line monitoring.In this study, the relationship between the cutting parameters and cutting quality is analyzed.A Radical Basis Function (RBF) neural network based on-line quality recognition scheme is also presented, which monitors the level of surface roughness.The experimental results reveal that the RBF neural network has a high prediction success rate.