基于切削声和切削力参数融合的刀具磨损状态监测

针对单一传感器监测刀具磨损状态存在的不足,提出了将声传感方式和力传感方式综合利用,以人工神经网络作为多传感器信息融合的方法.在立式数控加工中心上铣削加工45<'#>钢调质试件,利用驻极体传声器和Kistler测力仪检测与刀具磨损相关的特征量,得出铣削声信号特征量LPCC的第6、7、8阶分量,X、Y向切削力以及绕z轴的力矩与刀具磨损密切相关.以这6个特征量作为神经网络的输入信号,利用有动量的梯度下降的BP算法建立了刀具磨损状态监测的多参数融合模型.研究结果表明神经网络输出值与实际测量值基本相符合,切削声和切削力特征融合后提高了识别刀具磨损程度的准确性和稳定性.     

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。     

通用立铣刀真实切削轨迹下五轴铣削力计算

针对五轴铣削中刀具位姿变化和刀具类型差异所导致的铣削力预测难的问题，提出通用立铣刀五轴铣削力计算方法。基于通用立铣刀结构形式，建立通用立铣刀几何模型；综合考虑刀齿真实运动轨迹和刀具姿态变化，构建刀具瞬时切屑厚度模型；将刀具沿轴线方向等分成若干切削刃微元，并根据线性切削力假设建立刀具微元铣削力；将微元铣削力从刀具坐标系转换至工件坐标系下，并沿刀具轴向铣削深度进行积分，获得通用立铣刀的五轴铣削力模型；最后，在混联五轴数控加工实验平台上开展了铣削力测试。实测结果表明:所提铣削力计算方法正确有效，可作为后续五轴铣削工艺参数优选的理论依据。     

基于卡尔曼滤波算法的刀具磨损状态预测北大核心

针对机加工过程中的刀具状态预测问题,利用随机森林算法良好的多分类能力,提出一种基于卡尔曼滤波算法刀具状态分类监测模型。以铣削力信号作为状态监测信号,通过卡尔曼滤波以及前一次走刀过程的铣削力建立状态预测方程,对下一次走刀过程中的铣削力进行预测;将预测的铣削力分别在时域、频域与小波包分析中提取特征值,然后利用训练好的随机森林模型对提取的特征值进行识别,预测下次走刀过程的刀具磨损状态。数据处理的结果表明,该方法可以有效地预测出下次加工是否会进入磨损阶段,在整体状态识别中准确率为98.73%。     

基于3-KMBS的刀具磨损检测方法研究

刀具在高速铣削过程中,很难检测到刀具磨损状态,而刀具磨损严重时将影响加工精度与产品质量。针对刀具磨损在线检测问题,文章提出了一种基于3-KMBS的刀具磨损检测方法。首先,采集高速刀具铣削时在不同轴向的振动和声发射信号,并进行数据预处理;其次,采用改进的3-K-Means聚类算法聚类出刀具的三种磨损状态区间,并提出多选择多隐层神经网络结构对其进行特征学习,再使用Softmax进行分类;最后,采用随机梯度下降对整个深层网络进行参数微调,建立刀具磨损检测模型。实验结果表明,所提出的方法在刀具磨损检测上准确率高达95%。     

基于切削力的刀具磨损监测

为研究刀具磨损监测,在数控加工中心进行铣削实验,运用kistler三向测力仪测量铣削过程中的切削力和力矩.对切削力和力矩进行统计处理,计算切削力、力矩与铣刀径向磨损之间的相关性系数.研究结果表明,X向切削力与刀具径向磨损最为相关,其次是Y方向的切削力及绕Z轴力矩Mz.     

钛合金铣削刀具的磨损对工件表面沿主轴方向粗糙度的影响

采用硬质合金立铣刀对Ti6Al4V进行高速铣削正交试验,将新刀具所加工的工件表面粗糙度和后刀面磨损至0.05 mm左右时的刀具所加工出来的工件表面粗糙度值进行对比分析,研究磨损后的刀具对工件表面粗糙度的影响。利用粗糙度仪对工件表面粗糙度进行测量,使用超景深显微镜对加工后的工件表面形貌以及刀具磨损情况进行观察,并利用测力仪测量铣削加工过程中刀具产生的铣削力。结果表明:当刀具后刀面磨损至0.05 mm时,其切削参数对工件表面的粗糙度影响大小与刀具崭新时的不一样,这是由于刀具的磨损导致在加工时刀具发生了振颤,从而影响到了工件沿机床主轴方向的粗糙度使其粗糙度增大。     

超声纵-扭复合铣削钛合金刀具磨损特性研究

目的采用超声纵-扭复合振动加工方法,获得较长的刀具使用寿命。方法采用理论建模与不同铣削振动方式,研究刀具磨损特性。通过超景深电子显微镜和粗糙度测试仪,分别对刀具微观形貌、工件表面粗糙度进行了分析;通过不同铣削方式加工钛合金材料,对刀具磨损特性进行了系统分析。结果与普通铣削和超声纵振铣削相比,超声纵-扭铣削方式下,刀具后刀面磨损减小,工件表面粗糙度降低。经测试,当去除面积为6356mm~2时,超声纵-扭复合加工刀具后刀面磨损量VB为103μm,分别比普通和超声纵振加工时降低了38μm和36μm。当去除面积为4530 mm~2时,Ra为1.2μm,普通铣削和超声纵振铣削的Ra则分别为1.62μm和1.38μm。由于超声纵振加工仅仅是在轴向方向实现了分离,后刀面时刻冲击着已加工表面,当去除面积为6356 mm~2时,刀具后刀面磨损量反有超出普通铣削的趋势。结论超声纵-扭复合加工从旋转方向内实现了刀-屑分离,在铣削过程中,极大地减少了刀具后刀面对已加工表面的冲击,从而使得刀具寿命有所延长,为高效加工、难加工材料提供了一种加工方法。     

基于切削力和神经网络的铣削刀具状态监测研究

基于切削力分量测量信号,提出了用于端面铣削的刀具状态监测(TCM)的3层BPNN网络系统,用于估计铣削过程中的刀具磨损(Vb)和表面粗糙度(Ra).利用切削力数据构建了6×10×2结构的神径网络的训练样本,并对其性能进行了评价.建立了刀具磨损和表面粗糙度与有关的切削参数关系.试验结果表明模型输出与直接测量的刀具磨损和表面粗糙度的值非常接近,证明了该方法是可行的.     

五轴球头铣削加工表面三维形貌分析

基于五轴球头铣削加工过程中刀具偏离对工件表面形貌产生的影响,提出一种五轴球头铣削加工表面形貌预测和粗糙度分析模型。该模型结合铣削工艺参数如切削槽数量、进给速度、切削深度以及偏心率和刀具径向跳动产生的影响对表面形貌和粗糙度参数质量(平均粗糙度和均方根粗糙度)进行预测,同时模拟加工中刀具引导角和倾斜角对加工表面质量的影响。最后通过在不同切削条件下进行五轴球头铣削试验,验证了所提出的表面形貌预测模型的有效性。     

变速箱操纵盖压铸模设计方案改进

通过对五十铃变速箱操纵盖压铸模设计方案的分析与改进 ,提高了产品合格率 ,延长了模具使用寿命 ,并阐明了合理设计与布置浇注系统在压铸模设计中的重要性。     

电磁技术在材料加工过程中的应用与发展

电磁技术在材料加工过程中的应用主要体现在利用电磁场的热效应和力学效应等方面。本文讲述了电磁分离、电磁驱动、电磁制动、电磁细化、电磁铸造、电磁感应加热以及电磁悬浮和电磁约束成型等技术在材料加工过程中的应用与发展。     

摩擦板挤齿模的设计改进

针对原摩擦板挤齿模结构和生产效率方面存在的问题 ,对挤齿成形过程进行了初步分析 ,提出了一种改进方案 ,并介绍了模具试模调整方法及主要零件制造工艺     

货车滚动轴承压装过程的仿真

应用ANSYS有限元分析软件，建立了货车轮对滚动轴承压装过程的状态接触模型，并进行压装过程求解分析，得出压装力-位移(Fp-x)的分段拟合方程和高次拟舍方程和压装力--位移曲线。本文所得结论为货车轮对滚动轴承压装质量的判断提供了理论依据。     

径向冲孔模设计

对盒体零件的冲孔工艺方案进行了分析,介绍了各种冲孔工艺方案的优缺点,从而确定了利用凸轮机构,实现了该零件的径向冲孔。介绍了该模具结构及工作过程,给出了零件的工艺计算方法,提出了模具的设计方法,为解决同类零件的冲孔提供了参考。     

型腔模设计中推杆直径的确定

在型腔模设计中 ,推杆直径大小的确定一般是根据经验或依据类比法确定 ,这样确定的推杆往往与生产实际有一定的差距 ,通过对推杆的受力状况进行分析 ,从理论计算角度对推杆直径进行确定。     

CMP中薄膜厚度问题研究

就目前CMP建模当中没有考虑到芯片表面的薄膜氧化所需时间对模型建立所产生的影响,以至最后模型的预测结果与试验结果相差甚多的问题进行探讨.在基于理论分析的基础上提出以椭偏仪法测定出芯片表面薄膜生成厚度与浸泡时间精确的对应关系.试验结果表明:在模型建立时,芯片表面薄膜厚度的生成时间对模型的建立有着重要影响,精确测定其时间对应关系将有助于使得所建模型的预测结果与试验结果进一步吻合.     

高等教育本体价值的确证--一种基于生存论的思考

在传统的哲学论证中，无论是认识论的，还是政治论的都未关注高等教育价值的本源性所在，它们基本上是把“有用性”作为价值论的基础，并把高等教育的价值建立在“兴趣”或“需要”这两个范畴之上。本文认为“兴趣”或“需要”都不是“存在”或“本体”的范畴，而应为高等教育存在寻找更为原初的价值基础。人的生存为我们追寻高等教育本体价值提供了的根本性依据，高等教育也只有立足于人之生存，才能实现其价值的本源性回归。     

装备维修质量指标评价及质量改进模型研究

以往国内外对于装备维修质量的评判主要限于修复后各种装备性能参数的评价,而对于保证修复结果的维修过程的评价则少有涉及。本文针对这一现状提出将维修过程质量与完成修复质量相结合来综合评判企业维修质量的水平,并在此基础上提出改进模型。通过在企业中的实际应用,力图解决企业维修现状中亟待解决的一些问题。     

大型预焙铝电解槽电解质过热度的测定以及炉帮与过热度的关系

铝电解槽炉膛内形的规整与否严重影响着电流效率,而铝电解槽的炉膛内形与电解质的过热度有很大的关系。本文通过现场测试电解温度和炉帮厚度,实验室测定电解质初晶温度的方法,考察了电解质的过热度以及过热度与炉帮厚度之间的关系。通过研究发现,过热度低于12℃时,电解槽可形成良好炉帮。