再生型机床切削颤振系统稳定性极限预测

机床切削加工一般都是在有振纹的表面上进行的,由振纹再生效应引发的再生型切削颤振是机床切削颤振的主要形态.本文推导了再生型切削颤振系统极限切削宽度随机床主轴转速变化的理论计算公式,提出了机床切削系统稳定性极限预测方法,并就试验系统的切削稳定性极限进行了预测,实测结果表明,试验结果与预测结果基本相符.     

数控弧齿铣齿机结构薄弱模态研究

以某数控弧齿锥齿轮铣齿机为例,研究机床结构薄弱模态的确认方法,为结构改进提供依据.通过动态试验,测量机床刀具和工件间相对激振的频率响应曲线G(w),并分析出机床结构存在两个薄弱模态振型.切削颤振试验表明,机床每一切齿走刀过程的切入和切出期间,结构系统存在不同的颤振频率,恰好和机床G(w)的薄弱模态频率相对应.机床结构有限元和试验模态分析均验证该结构薄弱模态的存在.     

评定机床颤振稳定性的新方法

本文考虑了进行机床动态试验时切削宽度连续变化这一时变因素对机床颤振稳定性的影响。由于切削宽度的连续变化,给切削过程引入了新的反馈因素,从而影响机床颤振稳定性。稳定性条件不仅与机床结构有效动柔度的实部有关,而且与相应的虚部及结构主振频率有关。因而传统理论不再适合做为评定机床动态性能的理论依据。本理论给出的稳定性条件,包含了切削工艺参数、工件材料及形状、机床结构动力学参数对机床颤振稳定性的影响,更符合实际地描述了颤振建立的客观条件,是建立新的机床动态性能评价指标的可靠理论基础。     

车削颤振的抑制

再生颤振是切削颤振的主要形态,抑制再生颤振的方法很多,如合理选择切削工艺参数,提高机床动态稳定性,采用消振装置或反向加振,变速切削等。变速切削抑振就是人为地周期性地连续改变切削速度以抑制颤振的切削。 1.试验装置 本试验在CA6140普通车床上进行,试验装置及测试仪器配置如图1所示。 车刀安装在细长截面刀杆10上,对工件进行外圆车削。尽量提高机床有关部件和工件的刚性,使刀杆成为整个工艺系统的主振系统。通过可控硅直流调速装置7控制直流电机8实现主轴无级变速。其变速参数,如转速变动幅度、变动频率和变动波形均由信号发生器6控…     

车削Inconel 625锯齿形切屑形成对颤振影响的试验研究

为研究高温合金Inconel 625车削过程中锯齿形切屑的产生对颤振的影响,本文通过有限元软件对车削刀具、机床主轴等部件进行模态仿真,获取对应的模态频率;进行不同切削参数的车削试验,采集加速度信号并进行频域分析以获取其FFT功率谱。通过超景深显微镜观察切屑形态,并计算不同切削参数下的切屑锯齿化频率。对比仿真和试验结果发现:当切屑锯齿化频率接近于车床某部件的主振频率时,产生了较大的颤振峰值,这说明锯齿形切屑的产生会诱导切削颤振发生,对切削过程稳定性产生了不利的影响。     

机床切削颤振试验与分析

切削颤振是制约高速加工效率和影响零件表面质量的主要原因。针对研究开发的新型四轴立式专用车床加工过程中出现振纹现象,专门设计试验对机床的动态性能进行测试和研究。采集切削加工过程中的振动数据进行分析,振动变化规律有效监测出机床尾座部分振动明显;激振试验进一步分析得出颤振的主要来源,即尾座的滑块、立柱、套筒在特定方向上刚性差。试验结果为机床结构的改进设计提供了依据。     

PCBN刀具车削镍基高温合金GH4169再生颤振仿真与试验研究

针对PCBN刀具车削镍基高温合金GH4169中颤振对加工效率和质量的影响,建立一种根据切削参数有效判定切削状态的方法。首先建立了二自由度外圆车削再生颤振模型,然后利用锤击法对数控车床的刀具系统进行模态试验,测定了1阶频率、模态阻尼、模态刚度、模态质量等模态参数;设计了二自由度外圆车削再生颤振MATLAB/Simulink仿真模型,根据仿真结果预测了稳定极限切削深度和颤振的主振方向。最后利用PCBN刀具进行变切深试验。试验结果表明,仿真模型正确。     

基于变切削参数条件下的数控铣削振动控制实验研究

通过观察分析机床床身、工件表面及在机床切削点测得的振动信号,分析了数控铣削中的颤振现象.颤振随主轴转速S、进给速度Vf的增大,切削深度ap的减小而不易发生.实验结论为选择切削用量,减小切削振动指出了方向.     

切削过程动特性研究

一、前言 机床颤振研究是一个十分重要的问题。切削过程中的颤振现象不仅降低了机床的加工质量和切削效率,而且给机床和刀具的使用寿命带来了不利影响,还产生了污染环境的噪声。为此,国内外许多学者围绕着机床切削过程的颤振问题这一课题进行了研究。其中,Hirshi OTA研究了由切削厚度变化引起的切削力的变化;S.A.Tobias则在研究中综合考虑了动态切削时切削厚度、切入率、切削速度三个独立参数对切削力的影响;杨绪光和陈继武在切削力的表达式中还引入了前一次切削残留振纹     

金属切削过程中自激振动的实验分析

通过实验,分析说明切削颤振的振动频率主要由机床切削系统的模态固有频率决定,摩擦自激振动是导致切削颤振的主要原因。     

加工方钻杆专用机床的铣头设计与分析

以加工方钻杆专用机床的铣头为研究对象,设计并分析其机械结构是否满足加工工件的需要。具体介绍铣头设计过程及结构布置形式,同时对其铣头结构进行有限元分析,建立铣头结构三维模型。对其模态分析后,得出了其铣头箱体的前六阶固有频率和振型,与铣头切削时的振动频率进行比较。分析结果为评定方钻杆机床的动态特性提供了依据,并且为具有与其相似结构的铣头提供了理论基础。     

面向铣削加工过程在线监测的智能测振刀柄系统

智能化的切削过程监测技术已逐渐成为提升生产效率和产品质量的重要手段。为克服传统有线式振动采集系统振动衰减、安装不便和移植性差等缺陷,开发了面向铣削加工过程在线监测的智能测振刀柄系统,并开展了锤击法模态试验和不同刀具状态下的铣削加工试验,验证了该系统的实用性、可靠性和有效性。     

振动辅助铣削加工仿生表面研究

为探究沿进给方向施加振动辅助铣削加工仿生表面形貌的可行性,通过数学计算获得了刀具与工件分离的条件。设计了仿真分析方案,将振动辅助铣削MATLAB仿真刀尖轨迹与实验加工表面以及典型生物表面形貌进行了对比分析。分析结果表明,振动辅助铣削表面形貌和典型生物表面形貌具有相似性,证明了振动辅助铣削加工技术在仿生表面加工领域应用的可行性。     

铣削钛合金加工表面形貌特征参数的预测

钛合金在铣削过程中受迫振动明显,刀—工接触关系不断变化,加工表面形貌特征参数难以预测,已成为制约加工表面质量进一步提高的瓶颈。针对铣削振动与加工表面形貌的非线性随机变化特性进行了切削钛合金试验,采用高斯过程回归法构建铣削振动作用下的加工表面形貌高斯过程模型。分析刀齿误差和铣削振动对加工表面形貌特征参数的影响规律,为以加工表面质量分布一致性为前提的铣削钛合金工艺设计提供参考依据。     

一种螺旋刃球头铣刀的动态铣削力模型

针对高速铣削中广泛应用的螺旋刃球头铣刀建立刀具微元的铣削力模型,给出了瞬时切削厚度的计算方法,通过积分得出了一种新的整体铣削力模型。该模型考虑了动态铣削时刀杆振动对铣削力的影响,实验数据与仿真结果吻合较好,验证了该模型的正确性。     

基于铣削快速落刀法的切削颤振研究

为改善传统测量方法的局限性,更好地研究铣削过程中的振动规律,设计了一种铣削快速落刀实验方法。通过快速落刀实验,对获取的表面样本进行分析计算,得到铣削的颤振频率,并将其与利用动态扭矩计算得到的颤振频率进行对比,结果表明,快速落刀法完全可应用于高速铣削的颤振研究中。此外,应用铣削快速落刀法初步研究了切削参数对振动的影响。     

数控落地铣镗床滑座的模态分析及优化

车床床身是整台机床的基础和支架,其振动和刚度影响着零件的加工精度。利用SolidWorks建模,并运用ANSYS Workbench进行数控落地铣镗床滑座的前6阶模态分析,得到滑座的固有频率、振型及动态特征;在保证车床静刚度的前提下,提出3种优化方案,对优化前后的模型进行对比分析,找出最优方案,为车床的设计提供新的思路和方法。     

立铣铣削加工参数和铣刀几何参数的计算机辅助设计

在立铣加工过程动态铣削力非线性数学模型的基础上 ,采用变步长数值积分算法和递推算法建立起动态立铣加工过程的计算机仿真模型。通过输入不同的立铣加工参数和铣刀的几何参数 ,在时域内利用计算机来仿真机床的铣削振动。以刀具—工件系统的相对振动位移振幅最小为目标 ,完成铣削加工参数和铣刀几何参数的设计。     

五轴联动铣床的实验模态分析

对五轴联动铣床采用锤击脉冲激励法和变时基采样方法进行实验模态分析,获得机床的各阶固有频率、振型及其相应的振型动画。在此基础上进行机床的结构动态分析,得到其结构动态特性,找出机床的结构薄弱环节,提出提高机床整体结构动态特性的方法,为机床的结构动态设计及其优化提供依据。     

薄壁件变参数铣削系统动态特性的研究

提出一种薄壁件变参数铣削系统动态特性分析方法。考虑铣削过程中的自激振动和强迫振动,建立了薄壁件变参数(模态质量、模态阻尼和模态刚度)铣削系统周期延迟微分方程,借助有限单元法和最小二乘法,获得加工过程中工件系统固有频率和模态质量随刀具位置的连续变化曲线。研究结果显示,薄壁件加工过程中,材料切除对系统动态特性有重要影响。实际加工时,应采取相应措施避免剧烈振动的发生。