基于特征频率组的铣削颤振识别

金属切削过程中的颤振,易降低工件加工质量和机床加工精度。为实现对加工过程中颤振的在线监测,设计颤振的在线分析和识别方法十分必要。文章基于对主轴加速度信号的频域分析,提出了用于振动识别的特征频率组的分析方法,特征频率组包含了强迫振动或颤振的典型频谱信息。该方法采用加速度传感器,获取主轴的振动信号,以特征频率组为识别特征,对铣削加工的稳定性进行识别,并通过铣削试验进行验证。试验结果表明:与时域分析的方法相比,该方法利用的频域特征,无须阈值和人为判断,适用于在线的识别与分析。     

基于小波包与CEEMDAN的MC主轴振动信号降噪方法

针对采集到的加工中心(Machining Center, MC)主轴振动信号中包含大量噪声,导致无法准确地识别MC主轴故障的问题,提出能对高低频的噪声都能分析处理的小波包与具有自适应噪声的完整集成经验模态分解(Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise,CEEMDAN)相结合的降噪方法,对MC主轴振动信号进行降噪处理。使用小波包算法对主轴振动信号进行预处理,通过CEEMDAN方法对预处理的主轴振动信号进行分解,得到多个本征模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF)分量和残余分量;计算预处理的主轴振动信号与IMF之间的相关系数,并对高相关系数的IMF分量进行阈值降噪处理;把处理后的IMF分量、未处理的IMF分量和残余分量叠加以获得重建信号。最后,采用仿真信号和真实MC主轴振动信号进行测试,证明该降噪方法能有效去除噪声,使得信号特征的可分离性更高,提高了MC主轴故障识别能力。     

基于剪切力特征的圆盘剪分切机故障监测方法

设计了一种能够实时在线检测金属板材圆盘剪分切的三向力测量系统,提供对金属板材圆盘剪三向分切力特性分析的手段和平台,检测过程和剪切力数据稳定可靠。针对圆盘剪分切力信号特征不显著,以及故障状态难以在线远程识别的问题,提出了一种基于本征模态函数(IMF)能量矩和隐式Markov模型(HMM)相结合的圆盘剪分切机故障诊断方法。使用经验模态分解(EMD)方法将振动信号分解成若干本征模态函数(IMF),计算本征模态函数(IMF)能量矩作为状态特征信息,构造特征向量,建立隐式Markov模型对圆盘剪分切机进行故障监测识别。实验表明,该方法能有效识别圆盘刀周向跳动、机床空转、机床停机3种故障,可用于圆盘剪分切机故障监测。     

基于PSO优化SVM数控机床主轴系统故障诊断的研究

通过分析主轴系统的故障特征和产生机理,提出了一种基于变分模态分解(VMD)与多尺度加权排列熵(MWPE)的故障特征提取方法和粒子群(PSO)优化支持向量机(SVM)的数控机床主轴系统故障分析诊断模型。首先,利用变分模态分解方法对所采集的主轴系统振动信号进行分解,得到若干有效本征模态分量(IMFs);其次,通过多尺度加权排列熵提取故障特征信息,利用SVM模型对故障特征信息进行分类与识别;为了提高模型的识别准确率,将引入粒子群优化算法(PSO)对SVM模型参数进行优化。实验验证表明,所提出的信号特征提取方法和状态识别模型在数控机床主轴系统的故障诊断方面取得了很好的成效,其故障识别准确率最高达99.56%。     

基于EMD和ADS的刀具磨损在线监控系统开发

为实现刀具磨损状态准确快速的识别,开发了一套基于自动化设备规范(ADS)通信技术和经验模态分解(EMD)的刀具状态在线监控系统。运用EMD将振动信号分解成多个固有模态函数分量(IMF),综合使用相关系数法以及能量值法筛选了前6阶IMF分量的均方根值作为监测特征,然后将监测特征作为支持向量机的输入,建立监测特征与刀具磨损状态的关系模型。加工中的一定长度的振动数据经ADS技术传输到建立好的支持向量机(SVM)模型中,完成刀具状态的识别。使用TwinCAT和Matlab实现了整套系统的功能。经试验验证,刀具监控系统运行稳定,能对刀具状态进行准确快速的判断。     

基于EMD-HMM的机床刀具磨损故障诊断

针对机床刀具磨损故障诊断,提出基于经验模态分解(EMD)进行信号处理和基于隐马尔科夫模型(HMM)进行模式识别的刀具故障诊断方法。在信号处理阶段,对机加工过程中的振动信号进行经验模态分解,得到若干固有模态函数(IMF),计算IMF的能量值并选用前几阶高能量的IMF作为识别参数。在模式识别阶段,先将训练样本使用HMM的基本方法进行模型训练获得HMMs,再使用测试样本进行模型准确性验证。完成验证的模型就可以表示该机床刀具磨损和机加工刀具信号的对应关系,可以应用到刀具磨损的监测识别中。     

滚动轴承VMD能量熵与PNN故障模式识别研究

针对研究振动信号分析识别轴承状态的方法,在实践应用中受到各种噪声的影响很难达到准确识别预期目标的效果,提出了基于VMD能量熵特征与PNN神经网络结合的分类滚动轴承故障状态的方法。首先,通过运用变分模态分解(VMD)的信号预处理方法,实现振动信号的VMD降噪,同时利用集合经验模态分解(EEMD)对仿真信号进行对比两种方法的分解效果;然后,通过VMD能量熵和时域特征组成特征向量。最后,特征向量导入概率神经网络模型中准确识别滚动轴承故障状态。结果表明,该方法能将非平稳振动信号分解有效降噪且抑制模态混叠现象,同时能有效识别故障状态,对于在线监测机床健康状态领域的发展有重大的意义。     

细长轴车削表面粗糙度实验与分析

为了明确加工状态及切削参数对细长轴类零件切削表面粗糙度的影响规律，通过刀具切削刃与工件表面形貌的几何映射关系，推导轴向截面的轮廓曲线方程，得出不同切削参数下的理论表面粗糙度值；对比分析不同加工状态、切削参数下细长轴切削表面粗糙度数据。结果表明：稳定切削时，细长轴工件的振动以主轴转频及其倍频为主，加工表面粗糙度受进给量影响最大，粗糙度随进给量的增大而增大，工件刚度较大时理论粗糙度与实测结果误差较小；当颤振发生时，工件振动信号中出现与其固有频率接近的高频振动成分，此时粗糙度理论预测结果与实测结果误差较大。理论模型中应充分融合工艺系统的振动信息，可进一步提高预测模型的精度与适用范围。     

基于EMD-HMM的机床刀具磨损故障诊断

针对机床刀具磨损故障诊断,提出基于经验模态分解（EMD）进行信号处理和基于隐马尔科夫模型（HMM）进行模式识别的刀具故障诊断方法。在信号处理阶段,对机加工过程中的振动信号进行经验模态分解,得到若干固有模态函数（IMF）,计算IMF的能量值并选用前几阶高能量的IMF作为识别参数。在模式识别阶段,先将训练样本使用HMM的基本方法进行模型训练获得HMMs,再使用测试样本进行模型准确性验证。完成验证的模型就可以表示该机床刀具磨损和机加工刀具信号的对应关系,可以应用到刀具磨损的监测识别中。     

基于改进HHT和形态学分形维数的齿轮箱轴承故障特征提取方法

针对齿轮箱轴承特征难以提取的问题,提出一种基于改进希尔伯特-黄变换(HHT)和形态学分形维数的故障特征提取方法。首先采用自适应白噪声总体经验模态分解(CEEMDAN)方法将轴承振动信号分解为若干个固有模态函数(IMF),然后分别计算各IMF分量的相关系数和峭度值以滤除对信号特征不敏感的分量,最后计算包含敏感故障特征分量所组成的重构信号的形态学分形维数,以此作为特征参数对轴承的工作状态进行识别。通过对实测轴承信号的分析,结果表明,文章所提方法可有效识别轴承的工作状态和故障类型。     

电火花加工与加工中心的集成

提出了一种新的复合型机床——在加工中心上进行电火花加工的机床，研究了电火花加工与加工中心集成所存在的主要技术要求，提出并设计了伺服控制系统，介绍了伺服控制系统的原理。为验证这个想法的合理性，在普通的铣床上进行了模拟集成试验并进行了分析与评价。     

基于特种加工的微小孔加工技术

介绍了基于特种加工的微小孔常用加工方法,指出了这些方法的特点、发展现状和研究方向。     

电火花诱导烧蚀磨削修整复合加工方法研究

针对放电诱导烧蚀加工在高效加工的同时易在工件表面产生巨大烧蚀坑的问题,提出了电火花诱导烧蚀磨削修整复合加工方法。对钛合金TC4进行了电火花加工、烧蚀加工、诱导烧蚀磨削修整复合加工的对比实验,研究机械磨削作用对烧蚀性能的影响。在钛合金烧蚀加工实验过程中,用复合机械磨头进行修整能显著提高加工效率,达到1107 mm3/min,是同等条件下电火花加工的6.77倍、烧蚀加工的1.27倍。由于存在机械磨削修整作用,可在线去除烧蚀产物,露出基体材料,工件表面粗糙度优于烧蚀加工,甚至优于同等电参数下的电火花加工,达到了在获得高效加工的同时提升表面质量的目的。     

基于四轴加工中心的斜齿轮多轴数控加工工艺

针对大模数齿轮齿形的加工特点,着重分析了斜齿轮多轴数控加工的工艺方法和工艺特点,研究了斜齿轮齿形多轴加工中刀具轨迹的生成、加工编程、刀具轨迹仿真验证、刀具干涉和机床与齿轮齿形的碰撞检查等,寻求出斜齿轮多轴数控加工的最优方法和工艺方案。该方案既能够充分发挥多轴设备的加工能力,又为大模数斜齿轮加工提出了新的方法与思路。     

浅谈临界加工率

基于金属变形理论,论述了金属常温下临界变形后,晶粒快速长大的机理。     

磁性研磨加工方法的研究

介绍了磁性研磨的加工原理,不仅对磁极的形状加以分析,还对工件在磁场中的受力情况进行了理论分析。对淬硬后的工件外圆进行磁性研磨的加工试验,得出了不同的磁感应强度以及不同研磨时间对加工表面粗糙度和研磨量的影响;从而得出了优化的磁性研磨的加工参数。     

机械加工成形原理的探讨

叙述机床上零件表面的发生线成形原理,将各种表面归纳为简单表面和复合表面,并分别对其成形原理进行描述.对组成复合表面的几种典型表面:圆锥面、螺纹面和斜齿圆柱齿轮齿廓面的成形原理进行详尽的分析.探讨表面成形原理与表面精度之间的关系.完善了零件表面机械加工的成形理论.     

加工中心铝合金泵体复杂孔系加工工艺研究

随着制造技术的不断发展,加工中心已越来越广泛地应用于汽车零件的机械加工中。通过分析汽车铝合金泵体的结构特点和技术要求,深入研究了汽车泵体零件孔系的加工工艺。在工艺条件与批量生产相似的条件下进行了切削工艺试验,对泵体孔系的加工工艺方法和加工工艺过程进行了优化,制定了合理的孔系加工工艺方案。该研究成果用在批量生产铝合金箱体类零件中,在提高质量、提高效率和降低成本方面具有广泛的推广和应用价值。     

基于插齿加工的渐开线花键加工精度分析与改善

介绍插齿加工原理,分析影响花键加工精度的因素,把花键加工精度的误差源分为机床误差、刀具误差、安装误差和其他误差,并对主要误差源进行定量或定性的分析,给出减少插齿加工误差的措施。通过工艺实践,验证了这些措施的有效性。     

数控加工与传统机加工工艺比较

数控加工工艺源于传统机加工工艺,是传统加工工艺、计算机数控技术、计算机辅助设计和辅助制造技术的有机结合.从夹具、刀具选择,切削用量,加工方式等方面比较数控加工与传统机加工工艺的不同,分析各自的特点.