超声波振动车削的加工精度误差控制

主要从机床选择、振动系统安装、切削用量选择、刀具控制4个方面分析探讨了超声波振动车削的加工精度误差控制。     

自激振动对超声振动车削的影响

分析了超声振动车削中产生自激振动的原因，并提出了减小自激振动的措施。     

超声车削弯曲振动系统的试验研究

设计并制造了三振型弯曲刀杆,计算出其固有频率为20．440kHz。空载下,用自行研制的超声车削弯曲振动装置进行了试验研究。得出刀具在切削速度方向的振幅符合其位移Catx=asinwt,呈正弦曲线,刀尖的振幅最大可达到18．1751μm,最小为10．3996μm,均能满足超声振动车削要求。     

车削加工圆度误差预测

针对车削加工时工件装夹的偏心、工件本身的圆度误差、机床主轴的径向圆跳动误差等因素对车削加工产生圆度误差的影响,分析得出了影响车削加工圆度误差的主要影响因素以及车削加工时产生棱圆的原因.对车削加工圆度误差进行了预测,并对理论预测与实际加工结果进行了对比.     

超声振动车削W-Fe-Ni表面质量及其形貌特征研究

采用普通车削及振动车削方法对W-Fe-Ni合金材料进行了加工试验,分析了各切削参数、振动参数对加工表面粗糙度的影响程度,认为除进给量外,振动参数也是较显著的影响因素。通过X射线衍射仪、白光干涉仪、扫描电镜对试件表面进行显微形貌观测,证实了振动车削时刀具对加工表面的强烈熨压效应。结果表明,振动车削中,合理选择车削参数和振动参数可以获得良好的加工表面。     

医用精密接骨螺钉的超声振动车削技术

本文介绍采用自制的超声波振动车削装置,在C616普通车床上车削多种规格不锈钢特殊医用精密接骨螺钉,精度完全符合技术要求,表面粗糙度稳定达到R_a0.40μm,工效提高三倍。本项研究已用于生产,取得了较明显的技术经济效益。     

医用精密接骨螺钉的超声振动车削技术

本文介绍采用自制的超声波振动车削装置,在C616普通车床上车削多种规格不锈钢特殊医用精密接骨螺钉,精度完全符合技术要求,表面粗糙度稳定达到R_0.40μm,工效提高三倍。本项研究已用于生产,取得了较明显的技术经济效益。     

超声振动切削超薄壁精密零件的圆度误差试验研究

试验研究了超声振动车削直径为47.75mm壁厚为0.8-1.5mm的照相机导向筒超薄壁精密零件的圆度形成规律及切削参数对圆度误差的影响。研究表明:超声车削精密超薄壁零件,圆度误差最小是普通精密切削的1/3。     

星载复杂结构钛合金薄壁件超声振动切削研究

为了实现轻量化设计,航天器常采用复杂结构钛合金薄壁件作为承载、连接和定位元件,但是这类零件在切削过程中容易产生刀具磨损和变形,导致加工精度低,难以满足工作要求.基于钛合金薄壁件切削特性研究,采用超声振动金刚石车削方式控制切削力、装夹力引起的加工变形和残余应力,通过在线补偿修正刀具磨损误差;对壁厚(3～5)mm的典型星载钛合金薄壁件进行椭圆形超声振动切削,尺寸精度达到5μm,圆度误差为2.83μm,满足加工精度和稳定性要求.     

振动频率对超声辅助切削的影响

对超声辅助切削而言,刀具振动频率是一项至关重要的影响因子。本文从理论上分析了刀具振动频率对超声切削的影响,并利用有限元软件MSC.Marc建立了超声切削的二维正交热力耦合模型,通过有限元仿真研究了刀具振动频率对切削应力和切削温度的影响规律。     

细长轴超声波辅助振动车削试验研究

在细长轴车削加工过程中,切削力是影响加工质量的重要因素之一。由于超声波辅助振动车削加工可大幅度降低切削力,因此,本文通过超声辅助车削加工细长轴的试验研究了超声辅助车削对于改善加工质量的作用。研究结果表明,超声辅助振动车削不仅可以改善细长轴表面粗糙度,还能够有限度地降低切削变形。     

超声硬切削45淬火钢有限元分析

针对典型的正交切削工艺,采用有限元软件MSC．Marc,基于热弹塑性有限元方法,并在一定的假设条件下,建立了普通硬切削和超声硬切削45淬火钢的二维热力耦合模型。对PCBN刀具普通硬切削及超声硬切削45淬火钢的切削力和切削温度进行了有限元分析。     

大规格精密数控车削中心的研究开发

针对大规格精密数控车削中心加工的特点,介绍了机床整体结构方案、主要技术参数、主要解决的技术难点,开展了主要技术创新点研究.经过研究开发,已取得了阶段性成果.该机床的研发,提升了国产数控机床的先进制造关键共性技术水平,增强了自主创新能力.     

大型精密轴承套圈的硬车加工

分析了高精度数控立式车床CXK5225WP的结构特点及主要性能指标,介绍了使用该机床硬车加工大型高精密轴承套圈的工艺方法和技术特点.实践证明,硬车完全能够满足大型轴承加工的精度要求,且加工效率显著提高.     

圆体成形车刀加工圆锥面时双曲线误差的定量分析

分析了用圆体成形车刀加工圆锥面时产生双曲线误差的原因，并用数学推导方法求出了双曲线误差值的大小和各影响因素之间的关系。     

ARX Modelling and Compensation of Roundness Errors in Taper Turning

The forecasting compensatory control (FCC) strategy is successfully applied to the taper turning process to improve the roundness accuracy of the workpiece during cutting. This strategy, which is based on active error sensing, stochastic modelling and forecasting control, is capable of compensating both repeatable and non-repeatable errors. In the stochastic modelling, the effect of cutting force is considered, thus yielding an autoregressive model with exogeneous input (ARX). The resultant force is obtained from the outputs of the piezoelectric force sensor while the relative motion error between the tool and the workpiece is determined by means of a master taper and a capacitive sensor. The forecast error is sent to a piezoelectric actuator that moves the cutter to compensate for the error motion. Practical tests were performed on an experimental lathe with the FCC system using models with different orders and forgetting factors. A maximum improvement of 33% can be achieved by this FCC strategy using ARX (3,3) and forgetting factor of 0.997.     

基于电流变材料的车削切断颤振抑制研究

应用电流变材料的特殊性能——对电信号的快速响应能力和连续可变的阻尼，研制了一种智能切削颤振抑制结构(刀座刚度可变部分)，并将其附加在车床刀架上，建立了机床车副颤振实时监控系统，实现了机床车削切断过程的颤振抑制。实验结果表明，利用电流变材料智能切削颤振抑制结构可以对机床车削振动进行有效控制，刀具的振动幅值减小50％以上，且工件表面的加工质量有较大提高。     

基亏精加工的数控车削技术探究

探讨了数控切削中的精加工工艺与编程技术,提出通过刃磨刀具、预留Z向对刀偏、修改刀具补偿参数和修改G71指令U参数等方法,来提高零件精加工精度和效率。研究结果表明,该方法行之有效,能广泛应用于生产实践当中。