车削加工中心切削颤振的预报控制

讨论了车削加工中心切削颤振的预报控制方法。在充分研究车中加工中心振动信号变化规律的基础上,提出了用特征参数Ｐａ作为切削颤振的预报参数。     

车削加工中心切削颤振的预报控制

讨论了车削加工中心切削颤振的预报控制方法。在充分研究车削加工中心振动信号变化规律的基础上,提出了用特征参数Ｐα作为切削颤振的预报参数,并进行了有监测切削和无监测切削效果对比试验。试验结果表明,在线监控对提高车削加工中心的稳定性具有非常明显的效果。     

切削颤振预报的研究综述

对国内外切削颤振领域的研究工作者进行评述，分析了现有的颤振预报方法的优缺点。     

切削颤振预报控制的研究现状

本文对国内外学者在切削颤振预报控制方面所做的主要工作进行了概括和总结,分析了其中正确的方面和存在的不足。     

薄壁零件的切削颤振研究进展

刀具与工件之间的颤振,一直是学术界和工程界的研究热点。薄壁结构零件由于自身结构特点,在加工过程中极易发生变形和切削颤振,这对提高加工质量和加工效率十分不利。回顾切削颤振的机理研究历史,尤其是铣削加工稳定性的机理、动力学模型以及薄壁结构零件铣削颤振的研究情况,并综合介绍国内外在颤振预报与控制方面的研究进展,为最终实现减小或消除加工颤振的研究目的提供有益的参考。     

平面磨削颤振预报与监控研究

本文通过对磨削颤振特征征兆的分析和试验研究，对平面磨削颤振的预报方法，预报参数及门限值的确定作了探讨了论证，提出了在线预报与抑制颤振的方案，为实现平面磨削振的在线预报与控制开辟了良好的前景。     

切削振动的时变刀具角度在线控制

利用计算机模拟的方法分析了定常刀具角度切削过程的振动响应和连续改变刀具角度切削过程的振动响应，提出一种在线连续改变刀具角度控制切削颤振的策略。试验在普通车床上进行。模拟分析与试验结果表明，连续改变刀具角度是在线控制切削颤振的有效方法。     

切削颤振预报的研究综述

对国内外切削颤振领域的研究工作进行评述，分析了现有的颤振预报方法的优缺点。     

再生颤振的在线控制原理与仿真

通过研究再生颤振机理,提出再生颤振在线控制的新方法。首先对颤振信号作快速傅立叶变换,由功率谱得到颤振频率;然后根据颤振系统与切削周期的能量关系,计算出最优相位差及相应的切削周期;最后通过调整主轴转速达到抑制颤振的目的,计算机仿真表明了此方法的可行性。     

基于控制图的磨削颤振预测方法

为了预测磨削过程中颤振的发生,提出一种基于休哈特控制图的磨削颤振预测方法.该方法基于统计质量控制中所遵循的"Kσ"原则来绘制颤振传感信号特征量的控制图,以监测识别磨削振动中不稳定性信号成分,达到快速准确预测磨削颤振的目的.首先,根据磨削加工过程中颤振信号的频谱分析得到颤振发生的敏感频段,以该频段能量占整个分析频段能量的百分比作为颤振特征量.然后,以平稳磨削过程振动信号的颤振特征量为统计特性值绘制控制图,并计算其均值和方差,进而得到控制图的上、下控制界限值.最后,利用控制图的判断准则对统计特性值是否发生异常波动进行判别,从而实现颤振预测.实验结果表明:基于控制图的磨削颤振预测方法能够准确地预测颤振的发生.     

铣削加工监测系统

针对铣削加工系统中颤振产生的特点,利用随机包容原理,探讨了受时变干扰的切削过程的稳定性问题,提出了一种切削加工颤振的监控方法,并通过数控铣床系统的实验进行了验证。结果表明,这种监控系统将有助于提高切削系统的稳定性。     

同时考虑刀具和工件子系统参数影响的再生颤振

力学与切削速度垂直的平面中发生再生型颤振,进行了研究．将工件子系统和刀具子系统简化为单自由度模型,建立了切削系统的传递函数分析模型,并计算分析了切削系统的各参数对颤振稳定性阈限的影响,提出了相应的改善切削加工稳定性的措施．     

曲面铣削加工安定界限的理论解析与预测

讨论了用球头铣刀进行曲面加工时共振安定界限的预测方法，重点分析了法向方向角对共振安定界限的影响．以Tobias稳定切削理论为基础，将A1tintas的有关分析方法扩展到曲面切削，通过建立当量比切削指数，可绘出曲面铣削加工理论安定界限图．为曲面加工的振动控制提供了一个理论基础．     

曲面铣削加工安定界限的理论解析与预测

讨论了用球头铣刀进行曲面加工时共振安定界限的预测方法,重点分析了法向方向角对共振安定界限的影响,以Tobias稳定切削理论为基础,将Altintas的有关分析方法扩展到曲面切削,通过建立当量比切削指数,可绘出曲面铣削加工理论安定界限图,为曲面加工的振动控制提供了一个理论基础。     

面向数控机床运行状态的切削稳定性预测研究

切削加工过程中出现的颤振失稳现象,是限制机床加工质量和加工效率的主要因素。传统切削稳定性预测模型大多基于机床静止状态下的动力学特性,并采用恒定的切削力系数表征不同的切削条件。但在加工过程中,系统动力学特性和切削力系数会随着主轴转速等影响因素而变化,导致预测的切削稳定性叶瓣图在实际工程运用中出现偏差。针对机床运行状态下切削稳定性的准确预测问题,提出一种切削稳定性叶瓣图修正方法。该方法以刀具系统动力学特性与切削力系数为研究对象,首先建立主轴转速样本信息,将考虑转速效应的主轴轴承运行刚度写入机床有限元模型中,获取刀尖频率响应函数及其对应的各阶模态参数,以此结合模态拟合法和插值算法重构任意转速下的刀尖频响函数,同时以各切削参数为变量构建切削力系数响应面预测模型,进而将与转速对应的刀尖频率响应函数和不同切削条件下的切削力系数作为传统切削稳定性预测模型的输入,并通过结合自适应粒子群算法共同求解各转速下的极限切削深度,从而在全转速范围内绘制切削稳定性叶瓣图。将该方法应用于1台3轴立式加工中心的实际工序中,采用多组预测的无颤振切削参数进行切削实验,并通过切削力信号的频谱分析判定切削过程中未出现颤振,验证了稳定性叶瓣图修正方法的有效性,为无颤振切削参数的合理选择奠定了技术支持。     

变工况3维铣削稳定性预报方法研究

传统铣削稳定性预报大多仅针对切削宽度恒定的定工况,其结果并不适用于在切宽具有时变特征的变工况下指导选取无颤振铣削工艺参数。为此,以再生型铣削颤振机理为理论基础,通过推导基于时变径向切削宽度的刀齿切入/切出角,并综合考虑切削过程阻尼与刀尖点动力学行为非对称性,构建变工况二自由度铣削动力学模型;进而,在由转速、轴向切深、径向切宽所创成的变工况三维空间内,借助时域全离散方法对动力学模型稳定性进行判定,并绘制三维稳定性叶瓣曲面,从而形成一套针对变工况的三维铣削稳定性预报方法体系。以某型立式加工中心为平台,通过实施典型变工况铣削实验,对所提三维稳定性预报方法进行验证。数据对比分析表明,所提方法能较准确地预报变工况下稳定极限铣削工艺参数,与实测数据相比,其最大相对误差为5.9%。以该预报结果作为边界约束条件,有利于实现面向最大金属去除率的铣削工艺参数优化。     

动态切削力解析模型的研究

在动态切削时，动态切削力解析模型是由切削力变量的合力推导的．动态切削力可以用静态切削系数或动态切削系数来表示，这两种系数都可由穗态切削数据来确定。本文验证了提出的模型，颤振分析是在一个两自由度的切削系统中进行的，并证明了从理论上预测的稳定性极限与由试验获得的极限切削宽度完全一致。