机床动态特性对铣削力影响的实验研究

采用锤击法对一台大型加工中心进行了模态实验分析,获得了机床整体结构的低阶固有频率、刚度和阻尼等模态参数;在此基础上,根据机床动态特性与加工参数的关系设计了铣削力测试实验,测得了不同加工参数下的铣削力;分析了机床动态特性对铣削力的影响,为加工参数的选择提供了依据.     

夹紧力的顺序对工件安装精度的影响

分析了夹紧力的顺序对工件安装误差的影响，建立了误差的数学模型——综合误差方程，并列举了应用实例，提出了减少安装误差的工艺途径，并为夹具设计从经验阶段走向理论计算阶段提供了一种数学工具。     

基于AMESim的CVT夹紧力控制阀动态特性研究

夹紧力控制阀是金属带式无级变速器(CVT)电液控制系统的重要元件,文中采用比例溢流阀作为CVT夹紧力控制阀,参考国家标准利用AMESim软件建立了夹紧力控制阀及试验系统仿真模型,对夹紧力控制阀的阶跃响应进行了研究,并获取了夹紧力控制阀阻尼孔、粘性摩擦系数、主阀芯质量、主阀弹簧刚度等设计参数对其动态性能的影响规律.     

铰链夹紧机构的设计及增力特性分析

铰链夹紧机构具有结构简单、增力倍数大、摩擦损失小等优点,在生产实际中得到广泛的应用。笔者从机床夹具中广泛应用的铰链夹紧机构着手,介绍了铰链夹紧机构的基本形式、主要设计参数等,着重介绍了铰链夹紧机构设计计算和机构增力特性的分析。     

夹紧力对AHO工具系统径向刚度的影响

在不同夹紧力条件下,对AHO工具系统的径向刚度进行了有限元模拟与分析,获得了其径向位移端面间隙变化的具体数据。分析结果表明,足够大的夹紧力和双面接触是保证AHO工具系统高径向刚度的关键。     

快速夹紧与大夹紧力夹紧相结合的夹具设计

介绍了兼顾快速夹紧与大夹紧力夹紧双重功能的新型夹具,分析了这种夹具的结构与工作原理,这种夹具经使用,收到了良好的效果.     

锻造操作机钳口夹紧力和夹紧缸能力的计算

在锻造操作机设计中，钳口夹紧力和夹紧缸能力的计算是首要的和关键的问题，它的分析、计算、选择是否正确，对操作机整体设计至关重要。     

一种螺栓夹紧力测量方法

发动机内有高温高压、冲击和振动,为确保可靠性和安全性,必须严格控制关键零部件螺栓连接的夹紧力。利用超声波测量技术,依据高强度螺栓轴向应力与超声波时间差的关系,结合螺栓材料系数,测量出螺栓拧紧前后的超声波时间差,确定了使用超声波测量仪进行螺栓夹紧力测量的方法。     

汽车无级变速器夹紧力动态安全系数控制研究

安全系数法和滑移率法是汽车无级变速器夹紧力控制方法的两个极端。为了综合两者的优点,提出了基于动态安全系数的夹紧力控制方法。分析目标夹紧力影响因素和发动机转矩波动特性,根据传动系统发生转速突降时的发动机转矩变化趋势和变化范围来设定安全系数,论述了动态安全系数法的计算流程。对汽车由冰雪路面进入水泥路面的极端工况进行仿真,结果表明动态安全系数法能够保证转矩传递的可靠性。循环工况仿真结果表明,动态安全系数法使平均夹紧力降低约20%,实现节油约3%。     

考虑犁切力的微铣削颤振稳定域建模与分析

以微结构铣削加工为研究对象,建立了微观尺度下考虑犁切效应的铣削动态铣削力模型和颤振稳定域解析模型。在微铣削加工实验的基础上,对应于刀齿的每一个瞬时转角,对微铣削颤振稳定域进行了时域求解,进而研究了犁切-剪切机制对微铣削颤振稳定域的影响。实验结果表明犁切效应对微细铣削过程的加工不稳定现象没有显著的影响。     

高效干式切法盘形齿轮铣刀铣削力的研究

利用干式盘形成形齿轮铣刀在铣齿机上加工齿轮是提高齿轮加工效率有效途径。铣削力是其中的关键因素。研究了齿轮铣削中的顺铣和逆铣两种工艺方法,推导了铣削力计算公式。实验验证,计算的铣削力与实际铣削力基本吻合,该铣削力计算公式可以为铣削工艺选择提供参考。     

轮槽加工中铣削力与铣削温度分布规律研究

轮槽铣刀的改进往往是推动轮槽加工技术进步的最直接动力,而轮槽铣刀不同点的切削用量不同,很难测量出刀具不同点的力和温度。基于微元思想并利用标准盘铣刀和等效方法进行了铣削试验,得到了轮槽铣刀相应型线上铣削力与铣削温度的分布曲线并关注了危险点。     

大型龙门铣床关键件的模态分析

摆角铣头与滑枕是大型龙门铣床的关键部件,它的动态特性直接影响铣床的加工精度和表面粗糙度.以摆角铣头与滑枕为研究对象,采用Pro/E3.0建立实体模型,利用有限元软件ANSYS对其进行模态分析,并采用ODS(Operating Deflection Shapes)测试方法对其进行试验模态分析.通过试验模态分析与ANSYS模态分析结果的对比,提出了摆角铣头与滑枕结构上的薄弱环节,从而为提高铣床动态特性,优化铣床结构提供了依据.     

基于ANSYS WORKBENCH某型数控铣床工作台静模态分析

利用ANSYS WORKBENCH软件对某型数控铣床工作台进行静刚度分析和模态分析,验证工作台在最大受力工况下的总体形变量、弹性形变量和固有频率、最大振幅、振型,借此判断工作台设计的合理性。     

考虑变时滞效应的弱刚度球头铣刀铣削稳定性研究

弱刚度球头铣刀广泛应用于深腔模具零件的铣削中,加工过程中容易发生颤振,确定加工稳定域是实现稳定铣削的重要手段,但该铣削系统具有变时滞特点,稳定性分析的难度较大,制约着加工质量的提高。为此,提出一种弱刚度球头铣刀铣削稳定性分析方法。首先,建立弱刚度刀具系统的动力学方程;接着,基于Newton-Raphson求解出刀齿选定点的时滞量;最后,基于全离散法提出考虑变时滞再生效应的稳定性分析方法,并利用Floquet定理获得了不同转速所对应的临界切深,构建出铣削稳定性叶瓣图。实验结果表明在叶瓣图的非稳定域铣削时铣削力中含颤振频率成分,所加工表面的S_y和S_a比稳定域内加工表面增大35%和42%,说明该分析方法是可靠的,可为切削参数的选择和优化提供依据。     

高速铣削高锰钢的铣削力模拟与试验研究

基于正交自由切削的切削力解析法原理,采用大变形有限元法及热弹塑性本构方程建立了高速铣削加工的有限元模型,对难加工材料高锰钢ZGMn13进行了高速铣削加工过程的模拟研究,模拟了切屑的形成过程及探讨铣削力的分布.并结合大量的铣削试验,分析了高速铣削高锰钢过程中铣削力受切削参数的影响及其变化规律.仿真结果与试验数据吻合,验证了所建立的有限元模型的正确性,可对铣削力随进给速度的变化规律进行有效地预测.     

Investigation of the milling stability based on modified variable cutting force coefficients

The cutting force signal distortion is caused by the dynamic characteristics of cutting force testing system. In order to handle this issue, we propose two improvements in the traditional inverse filtering technology. Firstly, we use three-spline interpolation method instead of the curve fitting method to fit the frequency response function of the test system which basically improves the accuracy of fitting. Secondly, the low-pass filter is added before the inverse filter to eliminate the influence of the high-frequency noise signal on the cutting force signal. We choose the cavity-free surface of outer covering parts of mold of automobile as research objects. The inverse filter dynamic compensation technology has been used to remove the influence of the dynamic characteristics of the test system and the high-frequency noise on the cutting force signal. The effectiveness of the proposed method is verified by relative milling experiments. Based on the experimentally measured forces after dynamic compensation, the modified cutting force coefficients are obtained using the average milling force method. The variation law of the cutting force coefficients with the axial depth, the radial width, and the feed rate is examined. Based on the modified variable cutting force coefficients, the 3D stability of the ball end milling cutter surface has been obtained using full-discretization approach. Combining the results from the cutting experiment and the nonlinear method, the stability prediction based on the modified variable cutting force coefficient can improve the prediction accuracy. The results provide theoretical support for the optimization of the machining process of the cavity-free surface of outer covering parts of mold of automobile.     

微铣削再生颤振动力学建模及稳定性分析

再生颤振是制约微铣削加工效率和加工质量的主要因素.以微铣削加工为研究对象,建立了考虑再生效应的微铣削颤振系统动力学模型和颤振稳定域解析模型,通过模态实验获得机床-刀具系统的频响函数,在此基础上综合使用铣削稳定性判据进行数值分析,获得了颤振稳定域解析解.最后进行了颤振稳定性加工实验,实验结果与仿真结果吻合良好,验证了建立的微铣削颤振系统动力学模型和颤振稳定域解析模型的正确性.     

A spline-based method for stability analysis of milling processes

Based on the idea of collocation methods, a spline-based integration method for the stability prediction of systems governed by time-periodic delay differential equations (DDEs) is presented. A B-spline curve is adopted to approximate the solution of the DDEs using the direct integration technique. The stability of the dynamic system is then predicted using the Floquet theory based on the established state transition matrix. The proposed method can apply to time-periodic DDEs where the delay and the period are incommensurate, and the proposed method is extended to study the stability of milling processes as well. For stability analysis of variable pitch cutters, the proposed method use one or multiple B-spline curves to approximate the solution of the DDEs according to the relationship between the cutter angles and the radial immersion, which can describe exactly the free vibration of the cutter. Compared with the numerical integration method and the Chebyshev collocation method, the simulation results demonstrate that the proposed technique is more efficient and accurate for stability prediction at low radial immersion cases in milling processes with variable pitch cutters.