铣削稳定性预测的时间有限元法

为减小切削颤振对加工的影响,提出一种时间有限元预测法来预测铣削稳定性。将动态切削颤振模型简化为一阶时滞微分方程组,基于时间有限元法及Floquet原理预测动态铣削过程的稳定性极限。对该方法的预测值与Insperger提出的时域半离散法的预测值进行比较可知,该方法能有效地预测动态铣削稳定性,并利用一组实验证实了该方法的正确性。采用该方法选择铣削参数可以有效降低切削颤振对加工过程的影响,对提高铣削加工效率和加工质量有重要意义。     

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。     

薄壁零件高速铣削振动影响因素研究

铣削振动埘薄壁零件的加工过程有很人的影响.进行了薄壁件动态特性分析工艺试验,在不同走刀顺序、小同切削参数下进行了振动位移动态信号分析,对试验结果进行了讨论;研究了几种切削参数对薄壁零件加工颤振的影响,通过对比,得到了系列有益的结论:为了保证薄壁零件加工过程的平稳和加工质量,应采用火径向切深、小轴向切深的切削方式、选择合适的每齿进给量和切削速度等,为进一步研究薄壁件切削加工动态特性、进行切削参数优选奠定了基础.     

面向广义动态加工空间的机床切削稳定性研究

为了研究加工过程中变化的刀尖频响函数导致机床切削参数选择的不确定性,以主轴转速与运动部件位置为研究对象,提出基于广义动态空间的机床切削稳定性研究方法。该方法结合切削颤振理论与切削试验,推导工况下刀尖频响函数计算公式,通过引入正交试验法规划切削试验方案,确定主轴转速与运动部件位置对切削稳定性的影响程度以及最优参数组合,同时计算刀尖频响函数研究机床处于不同转速及位置的颤振稳定域图预测。将该方法运用于某型立式加工中心,识别主轴转速与主轴箱Z向进给位置显著影响切削稳定性,并确定刀具最优姿态,通过计算刀尖频响函数绘制颤振稳定域图,结合切削试验验证了该方法的有效性,为实际加工合理选择切削参数提供技术支持。     

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。     

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。     

特种蓄能器壳体加工方法的研究

针对特种充气式蓄能器壳体的加工，分析了难切削金属材料薄壁零件的加工特点，提出了加工过程中工件的合理装夹方法，研究了选用合适的刀具材料、优化刀具几何参数及切削参数等措施对零件加工质量的影响。     

镁合金切削加工研究

通过对镁合金材料的切削性能进行分析和探讨,结合某鱼雷安装板进行了切削方法研究,通过零件加工试验,总结了镁合金材料加工的切削参数和装夹,设计了专用工装,找到了适用于切削镁合金的刀具材料、刀具几何参数、切削参数,并针对镁合金材料特点,提出了加工过程注意事项,为加工镁合金材料提供了加工经验。     

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类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。     

切削颤振控制研究进展

介绍了国内外学者在机床切削颤振控制方面的研究工作，对切削颤振的在线预报控制和切削颤振的预测控制进行了归纳和分析，讨论了存在的若干问题，提出可能的发展方向是；切削颤振的预报控制与切削颤振的预测控制在柔性制造环境下实现综合。     

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.     

基于多感知信息的数控铣削过程智能控制

首次提出基于多感知信息的数控铣削过程智能控制方法．首先,使用分频采样技术,从测力仪分别采集代表铣削力和振动的信息．其次,依据铣削力信号,用模糊逻辑控制,通过改变进给速度实现恒力加工;同时由振动信号的功率谱判断有无颤振发生,并在颤振发生时辨识主振频率,计算最优主轴转速,进而达到实时抑制再生颤振的目的,最后提出试验方案,并实际验证所提方法的可行性．     

描述车削颤振过程的数学模型

本文从车削的特点出发。根据颤振理论,分析了三维动态车削中影响颤振的主要因素,提出了描述车削颤振的适应性建模方向并建立了动态车削过程的非线性数学模型。本文所建模型反映出的有关车削颇振的规律性与车削颤振实验结果取得了良好的一致性,为阐明车削颤振机理及其在线监控提供了理论依据。     

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。     

Experimental study on chatter of micro-miniature turn-milling

A chatter experiment of micro-miniature turn-milling was carried out in this paper. In or- der to reduce the effect that the natural frequencies of workpieces brought to the chatter experiments of micro-miniature turn-milling, both positive and negative cone-shape workpieces were used . The chatter frequency of micro-miniature turn-milling process was obtained by the sampling and analyzing systems. Then by applying excitation experiments to the workpiece system and tool system respec- tively, the natural frequencies of these two systems were obtained. By comparing chatter frequency of micro-miniature turn-milling process with the natural frequencies of workpiece system and tool system, we found that chatter frequency of micro-miniature turn-milUng was close to the natural fre- quency of the low stiffness vibration body in the machine tool system. The funding could be useful for optimizing the structure of machine-tool and designing the machining process.     

磨削加工中的再生调制型颤振

根据对颤振多频现象的分析及信号调制原理,提出了磨削加工中基于幅值调制原理的再生调制型颤振,并对再生调制型颤振进行了理论分析和试验研究。     

铣削过程的计算机仿真及试验研究

介绍了铣削过程的理论建模方法和铣削过程稳定性试验分析方法。通过所建理论模型及铣削试验讨论了铣削过程中强迫振动、颤振的产生条件及特点。同时,理论与试验分析表明强迫振动随切削速度的增加而增强,颤振随切削速度变化具有一定的周期性;稳定铣削过程振动能量的分布主要集中在刀齿通过率及其整数倍频率处,发生铣削颤振时振动能量分布主要集中在系统低阶固有频率附近。     

平面磨削颤振在线监控装置的研制

在平面磨削颤振在线监控技术的基础上，利用ＭＣＳ－５１单片机研制了实用的平面房削颤振在线监控装置。详细介绍了监控装置的设计思想与硬件、软件的实现问题。通过实验测试表明，该监控装置可以减小磨削振动，避免颤振产生。