动态车削过程及其非线性特征

本文在对三维动态车削过程适应性建模方向及非线性数学模型进行分析的基础上,进一步以微机数值模拟的方式研究了金属车削颤振过程的机理及动态特性,从理论上证明了动态车削过程具有明显的非线性特征,颤振的产生不但与切削用量有关,而且与机床工艺系统的模态参数、刀具几何参数等均有密切的关系,合理地选择和调整切削用量,工艺系统及刀具的有关参数可以有效地改善三维车削的动态稳定性。本文模型的数值分析结论与车削颤振实验结果取得了良好的一致性,为阐明车削颤振过程的动态特性及其在线监控提供了理论依据。     

车削摩擦型颤振及其噪声的再现实验研究

本文根据车削加工现场噪声实测与分析资料,设计出一种新实验系统,再现了加工现场的颤振与噪声,借助该实验系统对刀具——工件系统的动态性能作了分析,研究了颤振与噪声之间的关系,查找出加工系统的噪声源。     

车削过程稳定性分析研究进展

车削过程中颤振导致的车削失稳会对机床和刀具寿命、加工效率和加工表面质量造成极为不利的影响。为了提高车削加工的效率和质量,对车削过程进行稳定性分析并获取无颤振车削条件成为了一项非常重要的研究内容。分析了颤振的产生机理,综述了车削过程的频域和时域稳定性分析方法,并回顾了锯齿形切屑驱动的车削失稳研究进展,总结了当前颤振分析尚存在的主要问题,并探讨未来的研究方向。     

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。     

动态激励下多参数对不落轮轮对车削稳定性的影响

为了解决不落轮轮对车床加工过程中车削系统工艺参数的变化直接影响车轮踏面加工的稳定性问题,首先,建立了以动态车削力作为激励下的车削系统动力学模型,分析模型来确定影响不落轮轮对踏面车削稳定性的因子,并求出递推求解算法和实例仿真进行验证模型的正确性。最后,通过实例仿真确定车削振动工艺参数刚度系数、主轴转速、刀具几何参数等对车削颤振系统稳定性的影响规律。分析结果表明：通过调节这些参数可以有效地控制车削加工中的稳定性,从而有效地提高加工效率和精度。     

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。     

细长轴车削振动的诊断与防治

本文应用切削振动的诊断技术,查明了车削细长轴时所产生的振动,以再生型颤振在主;并提出了相应的防治措施.佳木斯电机厂的生产实践表明,本文提出的消除细长轴车削振动的措施,投资少、效益高,是生产中消除切削颤振简单、可靠且易于实行的有效方法.     

机床颤振信号互谱特性分析

从频谱分析理论和机床颤振的特性出发,在大量试验基础上分析了车削加工系统从平稳切削,经过渡过程到颤振中各种颤振信号之间的互谱特性。着重分析了互谱密度函数中的实部(共谱)、虚部(重谱)以及主频带上的相位差在颤振发展过程中的特征变化。并在此基础上提出了一种新的机床颤振预兆判别的特征量。     

机械加工振型耦合颤振研究

论述了机械加工过程中 ,刀具与工件之间的平面振动———椭圆运动 ,可以分解为任意两个互相垂直方向上的谐振动 ,推导出这两个谐振动之间的相位差即是振型耦合切削颤振的诊断参数 ;同时以车削、镗削为例建立了机械加工工艺系统发生振型耦合颤振时的加工曲线方程 ,并分析了颤振对机械加工表面几何形状的影响     

数控机床切削加工过程颤振抑制技术的研究

本文分析了数控机床加工过程中切削颤振的产生机理,总结了国内外对切削颤振抑制理论实践的研究现状,探讨了通过控制主轴转速抑制颤振的原理、方法、可行性,并提出了基于计算机仿真技术对加工过程进行动态仿真的一般方法,从而为提高加工效率提供可循的加工依据.     

利用电流变液阻尼器改变切削系统特性的研究

为了进一步对先前研制的一种基于电流变液阻尼器的切削颤振抑制结构进行系统的研究,对其静态和动态特性进行了实验和理论研究。结果证明,这种结构可以显著改变车刀刀杆的固有频率、阻尼性能等动态特性和静态特性,在零电场下刀杆的静柔度约0.5μm/N,电场强度为1.5kV/mm时减小到约0.3μm/N,2kV/mm时减小到约0.2μm/N;在零电场时刀杆的加载和卸载曲线是大致重合的,近似一纯弹性体;而在电场强度为1.5kV/mm和2kV/mm时加载与卸载曲线包绕的面积都明显增大;刀杆的阻尼比在3kV/mm时为0.05127,而1.5kV/mm和0kV/mm时分别为0.02882和0.02163。动柔度曲线显示:随着电场强度的增大,结构的阻尼比增大,共振峰值减小。利用这种结构具有可控动态性能这一优点,可以在线对机床车削振动进行有效控制。     

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．     

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。     

A synthetic criterion for early recognition of cutting chatter

Cutting chatter is a violent self-excited vibration between a tool and a workpiece. Its negative effects mainly include poor surface quality, inferior dimensional accuracy, disproportionate tool wear or tool breakage, and excessive noise. Therefore, early recognition and online suppression of chatter vibration are necessary. This paper proposes a novel synthetic criterion (SC) for early chatter recognition. The proposed SC integrates standard deviation (STD) and one-step autocorrelation function (OSAF). Moreover, this paper revised the fast algorithm of OSAF. We can quantitatively divide a chatter vibration signal into three stages, which are stable stage, transition stage and chatter stage according to the SC. Compared with STD, the SC can improve the reliability of chatter recognition and the threshold of SC is not sensitive to variable cutting conditions. This paper presents an original algorithm of SC and its fast algorithm in detail. The fast algorithm of SC in this paper improves the computation efficiency compared with the original algorithm of SC. To validate the effectiveness of the proposed SC, a series of milling experiments were conducted under different cutting conditions. In these experiments, the vibration signals were acquired by two accelerometers mounted on the spindle house. The experimental results showed that the proposed SC could effectively recognize chatter vibration at an early stage of chatter vibration, which saved valuable time for online chatter suppression.     

导线法控制预应力钢束的布置

在预应力混凝土连续梁桥计算机程序设计中,预应力钢束项的描述方法是程序设计中的关键,本文提出用“导线法”控制预应力钢束的数学模型,控制多数少,预应力及二次力的计算符合实际受力状况。