变螺旋立铣刀切削过程稳定性快速预测方法

使用变螺旋铣刀能较好地抑制切削颤振。文中构建了变螺旋铣刀铣削过程稳定性预测模型,通过平均处理模型的切削力方向系数、切削深度轴向切片技术,获得了系统的简化模型。对模型中的时滞状态项进行拉格朗日插值,获得了方程的离散映射形式,进而确定了系统的稳定性域,最终提出适用于文中预测模型的全离散求解方法。通过与前人相关方法的对比算例表明,该方法有效且具有较高的计算效率。     

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。     

变螺旋铣刀切削力建模及影响因素分析

变螺旋铣刀可降低加工过程表面位置误差,进而提高加工精度。考虑变螺旋铣刀的变端齿距和变螺旋角几何特性及刀齿的切削过程分段特性,构建了变螺旋铣刀每齿进给量时变模型和切削力预测解析模型。开展了铣削实验,验证了模型的有效性和可靠性。基于理论模型,进行了变螺旋铣刀切削力影响因素分析,结果表明:常规铣刀实验所得的切削力系数,可用于变螺旋铣刀切削过程切削力预测;铣刀变螺旋角特性可显著影响切削力,刀齿螺旋角度越大,其切削力峰值越小,而每齿的切削力相位宽度随着螺旋角的增大而增大;铣刀变螺旋角特性对切削力的影响在大轴向切削深度时更为显著。     

变螺旋铣刀铣削稳定性实验研究

颤振是制约铣削加工效率和零件加工质量的主要因素。变螺旋铣刀铣削作为一种有效的颤振控制策略,在研究铣削过程发生颤振等现象中受到广泛关注。在此基础上,提出了一种预测变螺距铣刀铣削稳定性预测模型。根据获得的稳定性叶瓣图,针对不同轴向铣削深度和主轴转速,选择了39组铣削参数组合,并进行了铣削实验。通过对实验过程中获取的铣削力信号进行FFT变换,考察了实际铣削与理论预测的吻合性。实验结果表明,该理论方法具有较好的变螺旋铣刀铣削稳定性的预测能力。     

基于接触区域的球头铣刀颤振稳定域预报方法研究

运用半解析法精准搭建出球头铣刀与工件接触区域边界的投影方程,对铣削系统时滞动力学方程进行全离散时域数值求解,在单齿周期内球头铣刀视为圆弧切削的基础上,通过接触区域投影和切削刃投影不同时刻的关系,确定出数值求解方程中所需要的瞬时参与切削刀刃的实际切削部位,利用Floquet定理获得了不同转速下的临界切削深度,构建出了高精度的球头铣刀颤振稳定域叶瓣图,并在三轴数控机床上进行了试验验证,试验结果与预测结果相符合,表明了该方法的正确性。同时,与传统方法相比,这里所提供的方法拥有较高的预测精度,最后分析了不同参数对颤振稳定域的影响规律,为叶瓣图指导实际加工奠定了基础。     

一种用于预测铣削稳定性方法的实验研究

铣削过程中常常发生颤振现象。针对这个问题,提出一种求解多时滞系统的新方法,用于预测铣刀铣削过程中的稳定性。通过与原有的方法比较,验证了新方法在预测铣削稳定性中的有效性。采用变齿距铣刀进行铣削稳定性的实验,根据获得的预测结果,选择多组铣削参数组合进行铣削实验,考察实际铣削与理论预测的吻合性。结果表明,该方法具有较好的变齿距铣刀铣削稳定性预测能力。     

变螺旋铣刀铣削力系数识别试验研究

基于变螺旋铣削模型,采用快速标定法,建立了变螺旋铣刀铣削力系数模型。对变螺旋铣刀铣削力系数识别进行了实验研究,在所给定的条件下获得了变螺旋铣刀铣削力系数。试验结果为后续铣削力实验的设计和数据处理提供了理论依据。     

不分离型垂直进给方向超声振动辅助铣削钛合金Ti_6Al_4V的稳定性

为了研究不分离型垂直进给方向超声振动辅助铣削加工的稳定性,建立了不分离型垂直进给方向超声振动辅助铣削系统的动力学模型。对该动力学模型采用了非线性周期函数的线性化理论、全离散法进行了研究。讨论了不分离型垂直进给方向超声振动辅助铣削的刀齿运动轨迹的特点,建立了瞬时切厚的模型,利用非线性方程的线性化理论建立了时滞微分方程。运用全离散法求解时滞微分方程,应用MATLAB7.1软件得出铣削系统的稳定性预测叶瓣图。通过加工钛合金Ti_6Al_4V进行不分离型垂直进给方向超声振动辅助铣削颤振实验并与普通铣削做了对比。结果表明:系统稳定性预测曲线与实验结果基本吻合;相同铣削参数下,不分离型垂直进给方向超声振动辅助铣削比普通铣削能提高系统稳定性,轴向切深最大增幅80%。     

一种用于预测齿轮铣削稳定性的方法

铣削颤振是发生在加工过程中的一种自激振动现象,该现象加剧刀具磨损,降低工件表面加工精度,减小加工中心的使用寿命,严重制约加工中心的使用效率。针对铣削颤振的研究,提出了一种改进的半离散法,来预测具有多个时滞的铣削稳定性。以不等齿距铣刀铣削为例,与已有的零阶解析方法进行比较,理论验证了所提出的方法对于变齿距铣刀在主轴转速8 000到9 000r/min区间内,将获得较大的稳定性预测极限,而在其他转速区间内,两种预测结果具有良好的吻合性。     

螺旋棒铣刀铣削力建模与仿真

在对螺旋棒铣刀铣削力建模中考虑了切削厚度变化对铣削力影响的指数关系、铣刀偏心对实际切削厚度、切入与切出角、铣削力波动的影响,并提出采用实测各刀齿铣削最大值比求解铣刀偏心和识别铣削力系数的方法。在考虑铣刀偏心因素的情况下仿真与实测的铣削力达到非常好的一致性。提出的铣削力仿真方法充分反映了铣削力的实际状态,提高了铣削力仿真精度。