高速加工伺服进给系统控制研究

伺服进给是现代高速加工的关键技术之一,合理地配置进给系统参数、减小定位误差以实现高速进给的同时又具有较高的定位精度具有一定的理论和现实意义.文章分析了影响高速进给定位精度的影响因素,研究了高速加工伺服进给系统的控制方案,设计了一种模糊-PID控制器,该方案结构简单,在传统PID控制的基础上,建立PID参数与控制器输入误差e和误差变化率ec之间的模糊逻辑,在运行中利用模糊规则在线对PID参数进行调整,提高控制精度,加快响应速度.通过建模仿真,结果表明该方案具有良好的动态性能,超调量小,稳定性好,控制精度高,能有效地减小反向间隙、摩擦等对进给精度的影响.     

优化模具NC程序的进给速度

采用计算机软件对ＮＣ程序每一步切削分别设置最佳进给速度和主轴转速，能够大量缩短加工时间，并改善操作的连续性和提高加工质量     

高速切削加工及其机床发展

文章阐述了高速加工在理论上的研究成果以及高速加工过程中各种切削参数与切削速度之间的关系 ,并介绍了高速加工机床的关键技术及目前发展水平。     

基于恒定材料去除率高速铣削加工技术的研究

分析高速铣削中切削力变化机理,建立高速球形铣刀的材料去除率与切削力之间以及材料去除率与进给速度之间的模型,提出在高速铣削加工过程中可通过调节进给速度控制恒定的材料去切除率从而保证切削力相对稳定.并通过实际使用验证这种方法的有效性.     

轴对称非球面加工进给速度控制技术研究

本文根据轴对称非球面的加工误差特性，通过分析轴对称非球面磨削加工中砂轮磨削线速度、进给速度对加工精度影响的条件，提出控制砂轮进给速度使轴对称非球面工件各点磨削量均匀的方法。该技术避免了传统加工方法中原理上固有的磨削量差异缺陷，提高了系统的加工精度。研究结果表明：进给速度控制方法针对轴对称非球面加工中常用的平面砂轮、圆弧砂轮、球面砂轮，均得到了良好的控制效果；采用新方法的数学模型更接近于理论计算轨迹，可以进一步提高工件的加工精度；新方法进给速度由外沿加工至中心部分，进给速度逐渐加快；并且变化率也逐渐增大。     

基于分段刀轨S曲线加减速控制的进给速度优化研究

针对采用恒定进给速度加工复杂曲面的加工效率不高问题,研究了基于分段刀轨加减速过渡的进给速度优化方法.以刀轨几何特点和机床运动学特性为约束,将刀轨进行分段并为每个刀轨段规划进给速度;在相邻的刀轨段中,以S曲线加减速控制中的加速和匀速或匀速和减速方式对进给速度进行过渡处理.实验结果表明了文中方法是可行和有效的.     

数控铣床轮廓铣削加工中确定进给速度的方法

分析了轮廓铣削中切削力变化机理,建立立铣刀的切削深度与加工轮廓形状之间的数学模型,探索数控铣削加工过程中通过调整进给速度来保证切削力相对稳定的方法,并通过实际使用验证这种方法的有效性.     

汽轮机叶片型面加工进给速度优化策略研究

汽轮机叶片型面是较复杂的曲面体零件,针对加工时一般采用比较保守的进给速度而导致生产效率不高,提出了对于材料选择方钢的汽轮机叶片型面加工进给速度优化思想。在对叶片型面粗加工及半精加工进给速度优化原理分析基础上,提出了恒定材料去除率粗加工和恒定切削厚度半精加工优化策略。实验结果证明,基于恒材料去除率和恒定切削厚度优化叶片型面加工,效果明显,加工效率大大提高,节约了成本。     

高速大推力直线电机直接驱动进给系统动态性能的分析

大推力直线电机直接驱动是一种新颖的高速数控机床直线进给系统驱动方式,它将直线电机的定子和动子分别安装在机床床身和工作台上,取消一切机械传动环节,大大提高进给系统的伺服性能,但这种驱动方式对外界干扰非常敏感,机床运行过程中切削力甚至进给系统运动部件质量的变化等均是系统的直接干扰.本文根据直接驱动进给系统的控制模型,分析了系统动态刚度的计算方法和主要影响因素,提出了提高动态性能的方法.根据系统的特点,设计动态质量估计器,实现直接驱动进给系统的动态质量在线估计和补偿.对实际系统的仿真分析表明,本文提出的基于系统动态质量在线估计与补偿方法,能大大提高系统的性能.     

平头机进给凸轮曲线的应用

介绍了焊管机组中凸轮进给式平头倒棱机的工作原理，凸轮曲线的设计要求及各段行程的曲线方程。按该曲线方程加工的进给凸轮，用于中小直径焊管管端的平头倒棱，效果良好。     

五轴联动数控加工进给率规划方法

针对五轴联动数控加工中恒定机床进给率下加工刀尖点速度波动的问题,提出了同时考虑机床坐标系和工件坐标系下运动学性能约束的进给率规划方法.首先推导了机床坐标系和工件坐标系之间的运动学变换关系,然后综合考虑了机床各轴运动速度和加速度约束条件,以及刀尖点与工件相对运动速度与加速度约束条件,对各程序段中的机床进给速度进行规划.将该方法主要应用于后置处理,仿真结果表明,规划进给率后,加工时间比恒定进给速度下缩短了32.9%,加工速度更为平滑.     

高速切削技术在薄壁零件加工中的应用研究

从薄壁箱体的加工效率、加工精度等角度出发,分析薄壁箱体零件高速切削加工的优势和可行性。针对其工艺特点及生产实际要求,分析高速加工中存在的工艺问题,给出具体的解决措施。实践表明:采用高速切削加工技术加工薄壁箱体,加工效率高,工件表面质量好。     

基于非接触给电的高主轴转速微细电火花加工特性研究

在实现非接触给电的微细电火花加工的基础上,分别研究了圆柱电极和削边电极的主轴转速对材料去除率及电极损耗的影响。结果表明:无论是圆柱电极还是削边电极,随着主轴转速的提高,材料去除率增加,电极损耗率降低;且在削边电极的情况下,主轴转速的提高对于材料去除率和电极损耗率的改善更明显。     

高速加工中心主轴系统动力学建模及优化设计

建立了DMU-70V五轴数控高速加工中心主轴-夹具-刀具系统的有限元模型，并利用动态测试的方法对有限元计算结果进行验证；以提高低阶固有频率作为动态优化目标函数，对主轴系统进行了优化设计。     

A Review of Microstructural Evolution in the Adiabatic Shear Bands Induced by High Speed Machining

Investigations made by the authors and collaborators into the microstructural and fracture aspects of adiabatic shear bands (ASBs) of the hardened steels and Ti alloys induced by high speed machining (HSM) are briefly reviewed. The principal findings are the following: (a) the microstructure inside the ASBs varies from the band center to the normal chip material, the gradient microstructures are found; (b) the HSM can produce two types of ASBs with increasing in cutting speed, the deformed shear bands formed at lower cutting speed and the transformed shear bands formed at higher cutting speed; (c) the very small equiaxed recrystallized grains are observed in the center of the ASBs, the dynamic recrystallization and phase transformation may occur simultaneously during the formation of the transformed ASBs; (d) The dynamic rotational recrystallization is the origin of the equiaxed grains in the center of the ASBs. A microstructural evolution model in ASBs produced during HSM for the harden steel is proposed; (e) the microstructural pattern of fracture surface is characterised by the elongated dimples. A microcosmic adiabatic shear fracture model during HSM of the hardened steel is built up.     

直线电机在机床工业中的最新应用及技术分析

直线电机在机床进给驱动上的应用日益广泛,比起传统的进给驱动方式,它能提供非常高的速度、加速度和位置精度,大大提高了生产率和加工件表面质量。文章介绍了直线电机在机床上的最新应用情况,并就应用中的关键技术问题进行了分析。     

基于田口法和方差分析的整体叶轮高速铣削参数优化研究

针对整体叶轮高速铣削加工,开展了以切削速度、每齿进给和切削深度为试验因素,以叶片的表面粗糙度和加工时间为试验指标的正交切削试验,应用田口法对试验结果进行分析,初步确定铣削要素对试验指标的影响程度。采用方差分析方法对正交试验结果进行进一步处理,得到各铣削要素对试验指标的贡献率,确定了叶片铣削的最佳参数组合。经过整体叶轮加工验证,采用优化后的切削参数保证了叶片表面粗糙度Ra0.8μm,并且加工效率提高3倍,实现了整体叶轮的高效加工。     

高速铣削参数对工件表面质量的影响

切削参数对工件的表面质量有着重要的影响,本文通过单因素实验,研究高速铣削参数对已加工工件表面粗糙度、残余应力及残余应力分布的影响规律.实验表明,高速铣削能够获得较好的工件表面质量.     

T2纯铜高速铣削刀具磨损对表面形貌的影响

目的 满足T2纯铜与日俱增的加工需求,改善T2纯铜的加工质量,探究不同铣削速度下刀具损伤和已加工表面形貌之间的内在联系。方法 根据单因素试验结果,研究铣削速度对于刀具磨损的影响。在磨损刀具铣削力模型和已加工表面应力模型的基础上,从铣削力、刀具损伤形式以及磨损机理出发,分析刀具磨损对于已加工表面质量的影响,解析表面缺陷产生的原因,并通过光学和电子显微镜对磨损后的刀具表面形貌及已加工表面缺陷进行分类表征。结果 当铣削速度较低时,刀具严重的崩刃现象引起了系统铣削力急剧增加,这极大的破坏了铣削系统的稳定性和已加工表面的应力状态,并导致表面粗糙度增大,形成颤振波纹、表面撕裂等加工缺陷。而当铣削速度较高时,由于刀具的损伤较轻,铣削系统相对稳定,已加工表面仍然保持较好的加工质量,特别是铣削速度为600 m/min时,表面粗糙度Sa和Sq的值达到了1.80 μm和2.25 μm,在刀具磨损后仍然分别保持在2.20 μm和3.10 μm左右。结论 在T2纯铜的铣削加工中,提高铣削速度对延长刀具寿命,改善已加工表面质量有积极作用。     

NDT超声波探伤仪在高速重轨检测中的应用

介绍了NDT超声波探伤仪的工作原理,阐述了高速重轨在线探伤前的各项准备工作：样轨的制作、探伤仪灵敏度的调整、以及标样的重复性报准试验,并对超声波探伤仪在高速重轨中的应用进行了大量试验,经统计、对比、化验和分析,得出如下结论：超声波探伤仪整体性能稳定、可靠;高速重轨检出率低于其他重轨检出率;检测中尚未发现漏检,但存在部分误检现象;检出伤轨中,绝大部分缺陷集中在轨腰区域,这些缺陷主要是氧化物,硫化物和硅酸盐夹杂。